В 2 сосуда одной и той же вместимости

Задача 325. 
Найти значение константы скорости реакции А + В ⇒ АВ, если при концентрациях веществ А и В, равных соответственно 0,05 и 0,01 моль/л, скорость реакции равна 5 . 10 -5 моль/(л. мин).
Решение:
Скорость химической реакции выражается уравнением:

v- скорость реакции,  k – константа скорости реакции, [A] и [B] – концентрации исходных веществ.

Тогда

Ответ:  0,1/моль . мин.

Задача 326. 
Во сколько раз изменится скорость реакции 2А + В ⇒ А2В, если концентрацию вещества А увеличить в 2 раза, а концентрацию вещества В уменьшить в 2 раза?
Решение:  
До изменения концентрации скорость реакции можно выразить уравнением:

v- скорость реакции,  k – константа скорости реакции, [A] и [B] – концентрации исходных веществ.

Вследствие увеличения концентрации вещества А в 2 раза и уменьшения концентрации вещества В в 2 раза скорость реакции будет выражаться уравнением:

Сравнивая выражения для v и v’ , находим, что скорость реакции увеличилась в 2 раза.

Ответ: увеличилась в 2 раза. 

Задача 327. 
Во сколько раз следует увеличить концентрацию вещества В2 в системе 
2А2(г) + В2(г) = 2А2В, чтобы при уменьшении концентрации вещества А в 4 раза скорость прямой реакции не изменилась?
Решение:
Концентрацию вещества А уменьшили в 4 раза. Изменение концентрации вещества В обозначим через  x. Тогда до изменения концентрации вещества А скорость реакции можно выразить уравнением:

v- скорость реакции,  k – константа скорости реакции, [A] и [B] – концентрации исходных веществ.
После изменения концентрации вещества А2 скорость реакции будет выражаться уравнением:

По условию задачи  v =  v’ или 

Таким образом, следует увеличить в 16 раз концентрацию вещества В2 в системе 2А2(г) + В2(г) = 2А2В, чтобы при уменьшении концентрации вещества А2 в 4 раза скорость прямой реакции не изменилась.

Ответ: в 16 раз.

Задача 328. 
В два сосуда одной и той же вместимости введены: в первый – 1 моль газа А и 2 моля газа В, во второй 2 моля газа А и 1 моль газа В. Температура в обоих сосудах одинакова. Будет ли различаться скорость реакции между газами А и В в этих сосудах, если скорость реакции выражается: а) уравнением б) уравнением
Решение:
а) Если скорость реакции выражается уравнением  , то, учитывая концентрации веществ А и В в сосудах, запишем выражения скоростей реакции для сосудов:

Таким образом,

б) Если скорость реакции выражается уравнением  , то, учитывая концентрации веществ А и В в сосудах, запишем выражения скоростей реакции для сосудов:

Таким образом,                    

Ответ: а) нет, б) да.

Задача 329. 
Через некоторое время после начала реакции 3А+В ⇒  2С+D концентрации веществ составляли: [А] = 0,03 моль/л; [В] =0,01 моль/л; [С] = 0,008 моль/л. Каковы исходные концентрации веществ А и В?

Решение:
Для нахождения концентраций веществ А и В учтём, что, согласно уравнению реакции, из 3 молей вещества А и 1 моля вещества В образуется 1 моль вещества С. Поскольку по условию задачи в каждом литре системы образовалось 0,008 молей вещества С, то при этом было израсходовано 0,012 моля вещества А (3/2 . 0,008 = 0.012) и 0,004 моля вещества В (1/2 .0,008 = 0,004). Таким образом исходные концентрации веществ А и В будут равны:

[A]0 = 0,03 + 0,012 = 0,042 моль/л;
[B]0 = 0,01 + 0,004 = 0,014 моль/л.

Ответ: [A]0 = 0,042 моль/л; [B]0 = 0,014 моль/л.

Задача 330. 
В системе СО + С12 = СОС12 концентрацию увеличили от 0,03 до 0,12 моль/л, а концентрацию хлора от 0,02 до 0,06 моль/л. Во сколько раз возросла скорость прямой реакции?
Решение:
До изменения концентрации скорость реакции можно выразить уравнением:

v- скорость реакции,  k – константа скорости реакции, [СО] и [Cl2] – концентрации исходных веществ.

Тогда

После увеличения концентрации реагирующих веществ скорость реакции равна:

Рассчитаем, во сколько раз возросла скорость реакции:

Ответ: в 12 раз.

Глинка Н. Л. Задачи и упражнения по общей химии. Учебное пособие для вузов / Под ред. В. А. Рабиновича и Х. М. Рубиной. – 23-е изд., исправленное – Л.: Химия, 1985. – 264 с., ил.

325. Найти значение константы скорости реакции A+B→AB, если при концентрациях веществ А и В, равных соответственно 0,05 и 0,01 моль/л, скорость реакции равна 5·10-5 моль/(л·мин). Решение

326. Во сколько раз изменится скорость реакции 2A+B→A2B, если концентрацию вещества А увеличить в 2 раза, а концентрацию вещества В уменьшить в 2 раза? Решение

327. Во сколько раз следует увеличить концентрацию вещества В2 в системе 2А2(г.)+В2(г.)=2А2В(г.), чтобы при уменьшении концентрации вещества А в 4 раза скорость прямой реакции не изменилась? Решение

328. В два сосуда одной и той же вместимости введены: в первый – 1 моль газа А и 2 моля газа В, во второй – 2 моля газа А и 1 моль газа В. Температура в обоих сосудах одинакова. Будет ли различаться скорость реакции между газами А и В в этих сосудах, если скорость реакции выражается: а) уравнением V1=k1∙[A]∙[B]; б) V2=k2∙[A]2∙[B]? Решение

329. Через некоторое время после начала реакции 3А+В→2С+D концентрации веществ составляли [A]=0,03 моль/л; [B]=0,01 моль/л; [C]=0,008 моль/л. Каковы исходные концентрации веществ А и В? Решение

330. В системе CO+Cl2=COCl2 концентрацию увеличили от 0,03 до 0,12 моль/л, а концентрацию хлора – от 0,02 до 0,06 моль/л. Во сколько раз возросла скорость прямой реакции? Решение

331. Реакция между веществами А и В выражается уравнением А+2В→С. Начальные концентрации составляют: [A]0=0,03 моль/л, [B]0=0,05 моль/л. Константа скорости реакции равна 0,4. Найти начальную скорость реакции и скорость реакции по истечении некоторого времени, когда концентрация вещества А уменьшится на 0,01 моль/л. Решение

332. Как изменится скорость реакции 2NO(г.)+O2(г.)→2NO2(г.), если: а) увеличить давление в системе в 3 раза; б) уменьшить объем системы в 3 раза; в) повысить концентрацию NO в 3 раза? Решение

333. Две реакции протекают при 25 °С с одинаковой скоростью. Температурный коэффициент скорости первой реакции равен 2,0, а второй – 2,5. Найти отношение скоростей этих реакций при 95 °С. Решение

334. Чему равен температурный коэффициент скорости реакции, если при увеличении температуры на 30 градусов скорость реакции возрастает в 15,6 раза? Решение

335. Температурный коэффициент скорости некоторой реакции равен 2,3. Во сколько раз увеличится скорость этой реакции, если повысить температуру на 25 градусов? Решение

336. При 150 °С некоторая реакция заканчивается за 16 мин. Принимая температурный коэффициент скорости реакции равным 2,5, рассчитать, через какое время закончится эта реакция, если проводить ее: а) при 200 °С; б) при 80 °С. Решение

337. Изменится ли значение константы скорости реакции: а) при замене одного катализатора другим; б) при изменении концентраций реагирующих веществ? Решение

338. Зависит ли тепловой эффект реакции от ее энергии активации? Ответ обосновать. Решение

339. Для какой реакции – прямой или обратной – энергия активации больше, если прямая реакция идет с выделением теплоты? Решение

340. Во сколько раз увеличится скорость реакции, протекающей при 298 K, если энергию активации ее уменьшить на 4 кДж/моль? Решение

341. Чему равна энергия активации реакции, если при повышении температуры от 290 до 300 K скорость ее увеличится в 2 раза? Решение

342. Каково значение энергии активации реакции, скорость которой при 300 K в 10 раз больше, чем при 280 K? Решение

343. Энергия активации реакции O3(г.)+NO(г.)→O2(г.)+NO2(г.) равна 10 кДж/моль. Во сколько раз изменится скорость реакции при повышении температуры от 27 до 37 °С? Решение

344. Зависит ли температурный коэффициент скорости реакции от значения энергии активации? Ответ обосновать. Решение

345. Зависит ли значение энергии активации реакции в случае гетерогенного катализа от площади поверхности катализатора и от ее структуры? Решение

346. Реакция 2H2(г.)+O2(г.)→2H2O(г.) протекает с выделением теплоты. Однако для того, чтобы реакция началась, исходную смесь газов надо нагреть. Как это объяснить? Решение

347. Схематически изобразить энергетическую диаграмму экзотермической реакции А+В↔АВ. Какая реакция – прямая или обратная – характеризуется большей константой скорости? Решение

348. Схематически изобразить энергетическую диаграмму реакции А↔В→С, если k1>k2>k3, а для реакции в целом ΔH>0. Решение

349. Почему в цепной реакции H2+Cl2=2HCl зарождение цепи начинается с радикала Cl•, а не с радикала H•? Решение

350. Реакция CO+Cl2↔COCl2 протекает в закрытом сосуде при постоянной температуре; исходные вещества взяты в эквивалентных количествах. К моменту наступления равновесия остается 50% начального количества CO. Определить давление равновесной газовой смеси, если первоначальное давление равнялось 100 кПа (750 мм рт. ст.). Решение

351. В закрытом сосуде установилось равновесие: CO2(г.)+H2(г.)↔CO(г.)+H2O(г.); константа равновесия равна единице. Определить: а) сколько процентов CO2 подвергнется превращению в CO при данной температуре, если смешать 1 моль CO2 и 5 молей H2? б) в каких объемных соотношениях были смешаны CO2 и H2, если к моменту наступления равновесия в реакцию вступило 90% первоначального количества водорода? Решение

352. При состоянии равновесия в системе

N2(г.)+3H2(г.)↔2NH3(г.); ΔH°= – 92,4 кДж

концентрации участвующих веществ равны: [N2]=3 моль/л; [H2]=9 моль/л; [NH3]=4 моль/л. Определить: а) исходные концентрации H2 и N2; б) в каком направлении сместится равновесие с ростом температуры?; в) в каком направлении сместится равновесие, если уменьшить объем реакционного сосуда? Решение

353. Константа равновесия реакции FeO(к.)+CO(г.)↔Fe(к.)+CO2(г.) при некоторой температуре равна 0,5. Найти равновесные концентрации CO и CO2, если начальные концентрации этих веществ составляли: [CO]0=0,05 моль/л, [CO2]0=0,01 моль/л. Решение

354. Равновесие в системе H2(г.)+I2(г.)↔2HI(г.) установилось при следующих концентрациях: [H2]=0,025 моль/л; [I2]=0,005 моль/л; [HI]=0,09 моль/л. Определить исходные концентрации иода и водорода. Решение

355. При некоторой температуре равновесие в системе 2NO2↔2NO+O2 установилось при следующих концентрациях: [NO2]=0,006 моль/л; [NO]=0,024 моль/л. Найти константу равновесия реакции и исходную концентрацию NO2. Решение

356. Для реакции H2(г.)+Br2(г.)↔2HBr(г.) при некоторой температуре K=1. Определить состав (в процентах по объему) равновесной реакционной смеси, если исходная смесь состояла из 3 молей H2 и 2 молей Br2. Решение

357. Константа равновесия реакции A(г.)+B(г.)↔C(г.)+D(г.) равна единице. Сколько процентов вещества A подвергнется превращению, если смешать 3 моля вещества A и 5 молей вещества B? Решение

358. После смешивания газов A и B в системе A(г.)+B(г.)↔C(г.)+D(г.) устанавливается равновесие при следующих концентрациях: [B]=0,05 моль/л; [C]=0,02 моль/л. Константа равновесия реакции равна 4·10-2. Найти исходные концентрации веществ A и B. Решение

359. Найти константу равновесия реакции N2O4↔2NO2, если начальная концентрация N2O4 составляла 0,08 моль/л, а к моменту наступления равновесия диссоциировало 50% N2O4. Решение

360. В замкнутом сосуде протекает реакция AB(г.)↔A(г.)+B(г.). Константа равновесия реакции равна 0,04, а равновесная концентрация вещества B составляет 0,02 моль/л. Найти начальную концентрацию вещества AB. Сколько процентов вещества AB разложилось? Решение

Задача 331. 
Реакция между веществами А и В выражается уравнением: А + 2В → С. Начальные концентрации составляют: [А]0 = 0,03 моль/л, [В]0 = 0,05 моль/л. Константа скорости реакции равна 0,4. Найти начальную скорость реакции и скорость реакции по истечении некоторого времени, когда концентрация вещества А уменьшится на 0,01 моль/л.
Решение:
До изменения концентрации скорость реакции можно выразить уравнением:

v – скорость реакции, k – константа скорости реакции, [А] и [В] – концентрации исходных веществ.

Тогда 

Для нахождения скорости реакции по истечении некоторого времени учтём, что на образование 1 моля вещества С затрачивается 1 моль вещества А и 2 моля вещества В, поэтому при уменьшении концентрации вещества А на 0,01 моль/л, концентрация вещества В уменьшится соответственно на 0,02 моль/л (2 . 0.01 = 0,02). Тогда оставшиеся концентрации веществ будут равны [A]ост. = 0.03 – 0,01 = 0,02 моль/л, [B]ост. = 0,05 – 0,02 = 0,03моль/л. Тогда скорость реакции по истечении некоторого времени будет составлять:

Ответ: v1 = 3 .10-5; v2 = 7,2 . 10-6.   

Задача 332. 
Как изменится скорость реакции 2NO (г.) + O2 (г.) → 2NO2 (г.), если: а) увеличить давление в системе в 3 раза; б) уменьшить объем системы в 3 раза; в) повысить концентрацию в 3 раза?
Решение:
До изменения объёма, давления и концентрации скорость реакции можно выразить уравнением:

v – скорость реакции, k – константа скорости реакции, [NO] и [O2] – концентрации исходных веществ.

а) Вследствие увеличения давления в системе в 3 раза, соответственно концентрация каждого из реагирующих веществ возрастёт в 3 раза. Следовательно, теперь скорость реакции будет равна:

Тогда, сравнивая  выражения v  и vа) , находим, что скорость реакции возрастает в 27 раз 

б) при уменьшении объёма в 3 раза в системе концентрация каждого из реагирующих веществ возрастёт в 3 раза. Следовательно, теперь скорость реакции будет равна:

Тогда, сравнивая  выражения v  и  vб), находим, что скорость реакции возрастает в 27 раз   

в) При увеличении концентрации NO в 3 раза скорость реакции будет равна:

Cравнивая выражения v  и  vв), находим, что скорость реакции возрастает в 9 раз     

Ответ: а) возрастёт в 27 раз; б) возрастёт в 27 раз; в) возрастёт в 9 раз.

Задача 333. 
Две реакции протекают при 25 °С с одинаковой скоростью. Температурный коэффициент скорости первой реакции равен 2,0, а второй 2,5. Найти отношение скоростей этих реакций при 95°С.
Решение:
Зависимость скорости реакции (или константы скорости реакции) от температуры может быть выражена уравнением:

Здесь vt и kt – скорость и константа скорости реакции при температуре t °С; v(t + 10)  и k(t + 10)  те же величины при температуре (t + 10 °С);  – температурный коэффициент скорости реакции, значение которого для большинства реакций лежит в пределах 2 – 4 (правило Вант-Гоффа). В общем случае, если температура изменилась на 95 °С, последнее уравнение преобразуется к виду:   

Поскольку t = 70 °С (95 – 25 = 75), то, скорость реакции равна: 

Скорость второй реакции равна:

Найдём отношение этих скоростей:

Ответ:

 Задача 334. 
Чему равен температурный коэффициент скорости реакции, если при увеличении температуры на 30 градусов скорость реакции возрастает в 15,6 раза?
Решение:
Согласно правилу Вант Гоффа зависимость скорости реакции от температуры выражается уравнением:

vt  и kt – скорость и константа скорости реакции при температуре t °С; v(t + 10)  и k(t + 10) те же величины при температуре (t + 10 °С); – температурный коэффициент скорости реакции, значение которого для большинства реакций лежит в пределах 2 – 4. Поскольку t = 30 °С, то, подставив в уравнение Вант-Гоффа значения по условию задачи, рассчитаем температурный коэффициент скорости реакции:

Ответ: 2,5.

Задача 335. 
Температурный коэффициент скорости некоторой реакции равен 2,3. Во сколько раз увеличится скорость этой реакции, если повысить температуру на 25 градусов?
Решение:
Согласно правилу Вант Гоффа зависимость скорости реакции от температуры выражается уравнением:

vt и kt – скорость и константа скорости реакции при температуре t °С; v(t + 10)  и k(t + 10) те же величины при температуре (t + 10 °С);  – температурный коэффициент скорости реакции, значение которого для большинства реакций лежит в пределах 2 – 4. Поскольку t = 25 °С, то, обозначив скорость начальной реакции и скорость реакции при повышении температуры системы на 25 градусов соответственно через v  и  v’, можем записать:

Ответ: в 8 раз.