Учебное пособие для студентов 1 го курса фен

104 
7.17. 
Для реакции N
2
O
4 
(г.)
= 2NO
2 
(г.) рассчитать равновесные давле
-
ния N
2
O
4
и NO
2
при 298 К и суммарном равновесном
давлении 1 атм. 
7.18. 
Для проведения газофазной реакции при 
1000 
К 
A + 2B = D + C + 2E 
были взяты газы А и В, начальные парциальные давления которых 
равны 
р
(А) = 
р
(В) = 1 атм. В состоянии равновесия общее давление 
газовой смеси составило 2,4 атм. Вычислить 
К
р
и 
К
с
для этой реакции. 
7.19. 
Оценить
из термодинамических данных температуру 
кипения В
r
2
(

f
H
°
298
равны 0 и 31
кДж/моль, 
S
°
298
–
152 и 
245 
Дж/моль·
K 
для 
Br
2
(ж)
и 
Br
2
(г)
соответственно), сравнить
со 
справочным значением 59,8

С. 
7.20. 
В предварительно вакуумированный герметичный сосуд 
объемом 1 м
3
поместили 5,08 г кристаллического 
I
2
при Т
= 
298 К. 
Используя термодинамические данные, определить, какое давление 
установится в сосуде. Какое давление установится после 
добавления в сосуд еще одной порции йода (5,08 г)? Считать, что 
пары йода полностью состоят только из молекул 
I
2
.
7.21. 
Рассчитать
равновесное давление паров ртути при 25

С, 
если 

исп.
G

= 31,8 
кДж/моль, сравнить
с ПДК
= 0,01 
мг/м
3
. 
7.22. 
Рассчитать

исп.
G
°
воды при Т
= 40 

С, если равновесное 
давление пара составляет при этой температуре 55,3
мм
рт.
ст.
7.23. 
В предварительно вакуумированный закрытый сосуд 
помещают при температуре Т навеску 
NH
4
Cl
(тв)
и после проведения 
равновесного процесса 
NH
4
Cl
(тв)
= NH
3
(г)
+ НС
l
(г)
измеряют 
установившееся в сосуде давление
p
. С увеличением
навески
m 
давление линейно растет, достигая величины
2 атм при 
m = m
*, при 
дальнейшем увеличении массы 
p 
не меняется. Оценить величину Т.
7.24. 
В вакуумированный сосуд 
V 
= 1 л поместили 80
г 
Fe
2
O
3
и 
ввели 
H
2
c p 
= 2,44 атм при 25
°С. Систему нагрели до 1000
К. Для 
реакции:
Fe
2
O
3
+ 3H
2
= 2Fe + 3H
2
O 
рассчитать: а) равновесный 
состав газовой фазы; б) равновесное значение ξ. (Температурной 
зависимостью ∆
r
H
°
и ∆
r
S
°
пренебречь). 
7.25. 
Для реакции СаСО
3
(тв) = СаО(тв) + СО
2
(г) определить 
К
р
, 
К
с
и равновесный состав при 1000 К, если в начальный момент в 

105 
сосуде объемом 1 л содержалось 0,100 г СаСО
3
, 0,100 г
СаО, 
0,132 
г СО
2 
и 

r
G
1000
= 5759 Дж/моль. (Дополнительные справочные 
данные не использовать.)
7.26. 
В вакуумированном сосуде объѐмом 
V 
= 82 л при Т =
1000 
К
протекает реакция А(г) + В(г) = С(г). Начальные количества всех 
веществ равны 
n
(А) = 
n
(В) = 
n
(С)
= 1 моль. После установления 
равновесия химическая переменная ξ = 0,5 моля. Определить: а) 
К
р
, 
К
с
; б) 
∆
r
G
°
1000
.
7.27. 
Для газофазной реакции А(г) +
В(г) = С(г) + 
D
(г) известно, 
что при Т = 298 К
∆
r
G
°
298
= 
–3433 Дж. Рассчитать равновесный 
состав в молях при Т = 298 К, если первоначально в системе было 
по 1 молю А, В, С и 
D
. Определить ξ
равн.
7.28. 
Стандартные значения энтальпии и энтропии реакции 
2АВ
3
(тв)
= 
А
2
(тв)
+ 
3В
2
(г) при 1000
К составляют 

r
H
°
1000 
= 
8,31 
кДж/моль и 

r
S
°
1000 
= 8,31 
Дж/моль·
K
. Определить количество 
непрореагировавшего АВ
3
, если 1 моль АВ
3
нагрели при 1000
К в 
закрытом сосуде объемом 24,6 л. 
7.29. 
В герметичный вакуумированный сосуд объемом 10 л 
поместили 30,7 г карбоната магния и нагрели до температуры 
673 
К. После установления равновесия общая масса твердого 
остатка уменьшилась до 22,7 г. Определить K
P
, K
c
и 
∆
r
G
°
 
при 673
К 
для реакции: MgCO
3
(кр)
= MgO
(кр)
+ CO
2
(г)
.
7.30. 
В предварительно вакуумированный сосуд поместили по 3 
моля А, В и АВ. После достижения равновесия:
А
(
тв
) + B
(г)
=
АВ(г)
при температуре 1000
K отношение концентраций [
B
]/[АВ] = 2,0. 
Определить К
р
; 
∆
r
G
°
1000
, 
Δ
r
G
1000
для начальных условий; 
равновесный состав. 
7.31. 
В вакуумированный сосуд поместили 0,1 моля А, 0,2 моля 
В, 0,2 моля АВ и 0,1 моля В
2
. После установления равновесия
АВ(г) + В(тв) = А(тв) + В
2
(г)
при температуре 500 К величина 
химической переменной составила 0,05. Определить:
а)
константу равновесия 
К
р
; 
б)
стандартную энтальпию реакции 

r
H
°
500
, если стандартная 
энтропия реакции 

r
S
°
500 
= 4 
Дж/моль·
K. 

106 
7.32. 
Для реакции А
(
тв
) = 
В(г)
+ 
2С(г)
при температуре Т 
известны К
р
= 
1 и К
с
= 
1,45·10
–
5
(моль/л)
3
. Определить при этой Т: а) 
равновесный состав (в молях), если в сосуд объемом 16,4 л
первоначально поместили 2 моля А, 0,1 моля В и 0,8 моля С; б) 
величину химической переменной 

после установления 
равновесия. 
7.33. 
Из 1 моля HCl и 0,48 моля О
2
в реакции 
2HCl(
г
) + 0,5O
2
(
г
) = Cl
2
(
г
)
+ H
2
O(
г
) 
равновесное количество образовавшегося Cl
2
равно 0,4
моля. Найти 
К
р
, если общее начальное давление равно 1 атм.
7.34. 
В герметичном помещении объемом 100
м
3
разбили 
термометр, содержащий 2,0 г ртути. Определить:
а)
какое давление паров ртути установится в объѐме
при 25
°С;
б)
какое давление паров ртути установится после того, как 
разбили второй такой же термометр?
7.35. 
В системе протекают две реакции:
А(г) = В(г);
В(г) = С(г),
для которых известны константы равновесия 
К
1
= 1; 
К
2
= 
2. Рассчитать 
равновесный состав, если исходная система содержала 2
моля А
. 
7.36. 
В системе протекают две реакции:
А(г) = В(г);
В(г) = С(тв),
для которых известны константы равновесия 
К
1
= 1; 
К
2
= 
1. Рассчитать равновесные молярные доли компонентов 
в системе. Зависит ли равновесный состав от объема системы?
7.37. 
В вакуумированный сосуд объемом 1 л поместили по 0,1 
моль веществ А и В
, 
и 1 моль вещества С. Сосуд нагрели до 500 К. 
Определите равновесный состав в молях, если известно, что при 
этих условиях протекают следующие реакции: 
А(г)
+ В(г)
= 2С(г)
(1) 
А(г)
+ В(г)
= 2С(тв)
(2) 
Для реакции (1) К
р
= 10
–
2
, для реакции (2) К
р
= 4

10
–
2
при 500 К.
7.38. 
Для реакции PCl
5
(г) = PCl
3
(г) + Cl
2
(г)
константа равновесия
К
р
= 1,78. Найти равновесное давление PCl
5
, если его степень 
превращения составляет 0,4. 

107 
7.39. 
Для элементарной газофазной реакции хА(г)
+ yB
(г)
= zC
(г)
при Т
= 500 
К вначале в систему внесли 1 моль А, 2 моля В и 3 моля 
С. Также известно, что константы равновесия К
р
= 
К
с
= 
2, а ∆
r
G
500 
в 
начальный момент составляет 4155
ln
(27/8) Дж/моль. 
а) Определить 
x, y, z 
б) Рассчитать равновесный состав, если в состоянии равновесия 
ξ
= 
–0,2 моль. 
7.40. 
При каком значении степени диссоциации вещества АВ(г) 
на А(г) и В(г) общее давление в системе (в атм) равно утроенному 
значению 
К
р
?
7.41. 
Известно, что равновесная степень дисоциации водяного 
пара и углекислого газа 
Н
2
О(г) = Н
2
(г) + ½О
2
(г)
(1)
СО
2
(г) = СО(г) + ½О
2
(г)
(2)
при 1
500 К равна α
1
= 2,21

10
–
4
и α
2
= 4,80

10
–
4
. Считая начальные 
концентрации СО
2
и Н
2
О равными, рассчитать константу равновесия 
К
с
реакции СО(г) + Н
2
О(г) = СО
2
(г) + Н
2
(г) при этой температуре.
7.42. 
Имеются две системы, (а) и (б), одновременно 
существующих равновесий: 
(а)
D
(г)
= Е(г)
(1),
Е(г)
= F
(тв)
(2);
(б)
G
(г)
= H
(г)
(3), I
(г)
= Н(г)
(4);
Известно, что константы равновесий
K
1
= K
2
= 1 и 
K
3
= K
4
= 1. Для 
каждой из систем рассчитать молярные доли компонентов. 
Определить константу равновесия:
G
(г)
= I
(г)
(5). 
7.43. a
) При нагреве до 1000 К 1 моля оксида 
Me'O 
в сосуде 
объемом 10 л
разложилось 0.1 моля оксида по реакции 2
Me'O = 
2Me' + O
2
. Определить 
K
p
, K
c
и равновесный состав в молях. 
б) При нагреве до 1000 К смеси оксидов 
Me'O 
и 
Me''O
, взятых по 
1 молю, в сосуде объемом 10 л установилось давление 1,41 атм. Для 
реакции 2
Me''O = 2Me'' + O
2
определить 
K
p
, K
c
и равновесный 
состав всех веществ в молях.

жүктеу/скачать 6,53 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: