Задачи
7.13.
Записать
уравнение для расчѐта равновесных концентраций в
газофазной системе
N
2
+
3Н
2
= 2NH
3
, если начальные концентрации
всех веществ по 0,3
моль/л, а К
С
= 25.
7.14.
Рассчитать
равновесные значения давлений компонентов
для
системы А
2
(г)
+
В
2
(г)
=
2АВ(г), для которой К
Р
=
2, если:
а)
начальные давления А
2
и В
2
по 1
атм, АВ отсутствует;
б)
начальное давление АВ 2
атм, А
2
и В
2
отсутствуют;
в)
начальные давления всех веществ по 1 атм.
7.15.
Для газофазной реакции А
2
(г) + В
2
(г) = 2АВ(г) известна
константа равновесия при некоторой температуре
К
р
= 4.
Рассчитать равновесные парциальные давления компонентов, если
р
0
(А
2
) =
р
0
(В
2
) = 1 атм,
р
0
(АВ) = 0,5 атм.
7.16.
Для реакции АВ
2
(г) = А(г) + 2В(г) известны равновесные
концентрации
[AB
2
] = 0,15, [A] = 0,1, [B] = 0,2 моль/л и начальная
концентрация
С
0
(А)
= 0,15
моль/л.
Определить
начальные
концентрации
С
0
(В) и
С
0
(АВ
2
).
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.
Достарыңызбен бөлісу: |