ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ. Рассчитать изменение скорости прямой химической реакции, если обьем системы уменьшить в 2 раза

Задача 1. Дана система

N_2(г) + 3H_2(г) 2NH_3(г); ΔН<0.

Рассчитать изменение скорости прямой химической реакции, если обьем системы уменьшить в 2 раза. Определить, в каком направлении сместится равновесие, если:

а) в системе повысить давление; б) понизить температуру; в) увеличить концентрацию водорода.

Решение: В соответствии с законом действия масс запишем выражения скорости прямой реакции:

;

Система гомогенная, все вещества находятся в газообразном состоянии. При уменьшении обьема системы в 2 раза концентрация реагентов возрастает также в 2 раза. Запишем новые выражения скоростей реакции:

;

Следовательно скорость прямой реакции возрастет в

.

Константа равновесия данной реакции запишется следующим образом:

.

Если в системе повысить давление, то объем уменьшится, а концентрация реагентов возрастет. Следовательно смещение равновесия произойдет в сторону реакции, уменьшающей концентрацию. Так как в данной реакции в левой части уравнения 4 моль вещества, а в правой – 2 моль, то смещение равновесия произойдет вправо.

Реакция экзотермическая, то есть идет с выделением тепла. Если понизим температуру, то смещение равновесия произойдет вправо, в сторону экзотермической реакции.

При увеличении концентрации водорода смещение равновесия произойдет в сторону реакции, уменьшающей концентрацию водорода, в данном случае вправо.

Задача 2.

В реакции С(т)+2H₂(г) CH₄(г) концентрацию водорода уменьшили в 3 раза. Как изменится скорость реакции?

Решение.

Согласно закону действия масс, начальная скорость реакции равна v_н=k×[H₂]². После уменьшения концентрации водорода в 3 раза скорость станет равна v_к=k×(1/3)²[H₂]² =1/9k[H₂]²_.. После изменения концентрации водорода скорость изменится следующим образом: v_к/v_н=1/9k[H₂]²/k[H₂]²=1/9. Ответ: скорость реакции уменьшится в 9 раз.

Задача 3.

В какую сторону сместится равновесие реакции 2SO₂(г)+O₂(г) 2SO₃(г); DH° <0 при повышении температуры?

Решение.

Поскольку DH°<0, теплота выделяется в ходе прямой реакции, которая является экзотермической. Обратная реакция будет эндотермической. Повышение температуры всегда способствует протеканию реакции с поглощением теплоты, т.е. равновесие сместится в сторону исходных веществ.

Ответ: влево.

Задача 4. Как изменится скорость реакции при повышении температуры от 20⁰С до 60⁰С, если температурный коэффициент скорости реакции равен 2?

Решение: Для решения применим правило Вант-Гоффа:

; .

Следовательно, скорость реакции при повышении температуры возрастет в 16 раз.

Задача 5. При температуре 50⁰С некоторая реакция заканчивается за 2 мин. 15 с. Принимая температурный коэффициент скорости реакции равным 2, рассчитать, через какое время закончится эта реакция, если проводить ее при 70⁰С?

Решение: По правилу Вант-Гоффа рассчитаем, во сколько раз изменится скорость реакции.

; з начит отношение: .

Скорость реакции обратно пропорциональна времени реакции. Следовательно, можно записать:

.

Отсюда находим: .

Реакция закончится за 15 секунд.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

В задачах под №№ 31-45 приведены уравнения реакций, находящихся в состоянии равновесия. Решите задачу в соответствии с условием.

Задача 31

2H_2(г) + O_2(г) 2Н₂О_(г);; ∆Н°

1. Как изменится скорость прямой реакции, если давление в системе увеличить в 2 раза?

2. Во сколько раз изменится скорость реакции,если температуру повысить на 50⁰С? γ = 2.

3. Написать выражение константы равновесия. Как надо изменить давление и температуру, чтобы сместить равновесие вправо?

Задача 32

А_(т) + 2В_(г) С _(т); ∆Н°

1. Как изменится скорость прямой реакции, если давление в системе уменьшить в 3 раза?

2. Во сколько раз изменится скорость реакции, если температуру повысить на 20⁰С? γ = 2.

3. Написать выражение константы равновесия. Как надо изменить давление и температуру, чтобы сместить равновесие влево?

Задача 33

CO_2(г) + H_2(г) CO_(г) + H₂O_(г), ∆Н°

1. Как изменится скорость прямой реакции, если концентрацию водорода увеличить в 3 раза?

2. Во сколько раз изменится скорость реакции, если температуру понизить на 30⁰С? γ = 4.

3. Написать выражение константы равновесия. Куда сместится равновесие, если:

а) температуру повысить;

б) давление понизить?

Задача 34

А_2(г) + 3В_(г) 2С_(т) + 4Д_(г); ∆Н°

1. Как изменится скорость обратной реакции, если объем системы уменьшить в 2 раза?

2. Во сколько раз изменится скорость реакции, если температуру понизить на 20⁰С? γ = 3.

3. Написать выражение константы равновесия. Как надо изменить объем и температуру, чтобы сместить равновесие влево?

Задача 35

2SO_2(г) + O_2(г) 2SO_3(г); ∆Н°

1. Как изменится скорость прямой реакции, если концентрацию SO₂ увеличить в 2 раза, а концентрацию О₂ уменьшить в 2 раза?

2. Во сколько раз изменится скорость реакции, если температуру повысить на 30⁰С? γ = 2.

3. Написать выражение константы равновесия. Куда сместится равновесие, если:

а) температуру понизить;

б) давление повысить?

Задача 36

N₂(г) + 3H₂(г) 2NH₃(г); ∆H⁰ < 0

1. Как изменится скорость прямой реакции, если давление в системе уменьшить в 3 раза?

2. Чему равен температурный коэффициент, если температуру понизили на 40⁰С, а скорость реакции изменилась в 81 раз?

3. Написать выражение константы равновесия. Куда сместится равновесие, если

а) концентрацию N₂ увеличить;

б) температуру уменьшить?

Задача 37

FeO(т) + СO(г) Fe(т) + CO₂(г); ∆H⁰ > 0

1. Как изменится скорость прямой реакции, если концентрацию CO увеличить в 5 раз?

2. Во сколько раз изменится скорость реакции, если температуру повысить на 10⁰С? γ = 3.

3. Написать выражение константы равновесия. Как надо изменить объем и температуру, чтобы равновесие сместить влево?

Задача 38

MgCO₃(т) MgO(т) + CO₂(г); ∆H⁰ < 0

1. Как изменится скорость обратной реакции, если объем СО₂ увеличить в 3 раза?

2. Чему равен температурный коэффициент реакции, если скорость реакции изменилась в 8 раз при понижении температуры на 30⁰С?

3. Написать выражение константы равновесия. Куда сместится равновесие при понижении температуры и уменьшении концентрации СО₂?

Задача 39

2N₂O(г) 2N₂(г) + О₂(г); ∆H⁰ < 0

1. Как изменится скорость обратной реакции, если объем уменьшить в 3 раза?

2. Во сколько раз изменится скорость реакции, если температуру повысить на 40⁰С? γ = 3

3. Написать выражение константы равновесия. Куда сместится равновесие при уменьшении температуры и давления?

Задача 40

4HCl(г) + O₂(г) 2H₂O(г) + 2Cl₂; ∆H⁰ < 0

1. Как изменится скорость прямой реакции, если концентрацию HCl понизить в 2 раза, а концентрацию О₂ увеличить в 8 раз?

2. Во сколько раз изменится скорость реакции, если температуру понизить на 50⁰С? γ = 2

3. Написать выражение константы равновесия. Как надо изменить давление и температуру, чтобы равновесие сместить влево?

Задача 41

N₂O₄(г) 2NO₂(г); ∆H⁰ > 0

1. Как изменится скорость обратной реакции, если давление повысить в 4 раза?

2. Чему равен температурный коэффициент реакции, если при понижении температуры на 10⁰С скорость реакции изменится в 2 раза?

3. Написать выражение константы равновесия. Как надо изменить давление и температуру, чтобы сместить равновесие влево?

Задача 42

2АВ(г) А₂(г) + 2В(г); ∆H⁰ > 0

1. Как изменится скорость обратной реакции, если концентрацию А₂ уменьшить в 5 раз?

2. На сколько градусов нужно повысить температуру, если скорость реакции изменилась в 8 раз?γ =2

3. Написать выражение константы равновесия. Как надо изменить давление и температуру, чтобы сместить равновесие вправо?

Задача 43

С(т) + СO₂(г) 2СО(г); ∆H⁰ > 0

1. Как изменится скорость прямой реакции, если объем уменьшить в 10 раз?

2. На сколько градусов нужно понизить температуру, чтобы скорость реакции изменилась в 16 раз? γ = 2.

3. Написать выражение константы равновесия. Куда сместится равновесие, если повысить давление и температуру?

Задача 44

2СО(г) + O₂(г) 2СО₂ (г); ∆H⁰ ‹ 0

1. Как изменится скорость прямой реакции, если давление увеличить в 5 раз?

2. На сколько градусов нужно повысить температуру, чтобы скорость реакции увеличилась в 64 раза? γ = 2.

3. Написать выражение константы равновесия. Как нужно изменить объем и температуру, чтобы равновесие сместилось влево?

Задача 45

N₂(г) + О₂(г) 2NО(г); ∆H⁰ › 0

1. Как изменится скорость обратной реакции, если объем уменьшить в 3 раза?

2. На сколько градусов нужно понизить температуру, чтобы скорость реакции уменьшилась в 27 раз? γ = 3

3. Написать выражение константы равновесия. Как нужно изменить давление и температуру, чтобы равновесие сместилось вправо?

Задача 46

СаCO₃(к) СаO(к) + CO₂(г); ∆H⁰ › 0

1. Как изменится скорость обратной реакции, если концентрацию СО₂ увеличить в 7 раз?

2. На сколько градусов нужно повысить температуру, чтобы скорость реакции возросла в 27 раз? γ =3

3. Написать выражение константы равновесия. Куда сместится равновесие, если:

а) температуру понизить:

б) давление повысить?

Задача 47

2NО(г) + О₂(г) 2NО₂(г); ∆H⁰ ‹ 0

1. Как изменится скорость прямой реакции, если объем уменьшить в 3 раза?

2. На сколько градусов нужно понизить температуру, чтобы скорость реакции уменьшилась в 64 раза? γ = 3

3. Написать выражение константы равновесия. Как нужно изменить температуру и концентрацию NO, чтобы равновесие сместилось вправо?

Задача 48

СОCl₂(г) СО(г) + Cl₂(г); ∆H⁰ › 0

1. Как изменится скорость обратной реакции, если концентрацию СО увеличить в 4 раза, а концентрацию Cl₂ уменьшить в 2 раза?

2. На сколько градусов нужно повысить температуру, чтобы скорость реакции увеличилась в 9 раз? γ = 3.

3. Написать выражение константы равновесия. Куда сместится равновесие, если увеличить давление и понизить температуру?

Задача 49

2СО(г) СО₂(г) + C(т); ∆H⁰ ‹ 0

1. Как изменится скорость прямой реакции, если объем уменьшить в 7 раз?

2. На сколько градусов нужно понизить температуру, чтобы скорость реакции уменьшилась в 81 раз? γ = 3.

3. Написать выражение константы равновесия. Как надо изменить концентрацию СО и температуру, чтобы сместить равновесие вправо?

Задача 50

4HCl(г) + О₂(г) 2H₂О(г) + 2Cl₂(г); ∆H⁰ ‹ 0

1. Как изменится скорость обратной реакции, если давление увеличить в 3 раза?

2. Чему равен температурный коэффициент реакции, если при повышении температуры на 10⁰С,скорость реакции изменится в 4 раза? γ = 3.

3. Написать выражение константы равновесия. Куда сместится равновесие, если:

а) температуру повысить:

б) объем увеличить?

Задача 51

А₂(г) + В₂(г) 2АВ(г); ∆H⁰ > 0

1. Как изменится скорость обратной реакции, если объем уменьшить в 5 раз?

2. Во сколько раз изменится скорость реакции, если температуру повысить на 60⁰С? γ =2

3. Написать выражение константы равновесия. Как надо изменить концентрацию А₂ и температуру, чтобы сместить равновесие вправо?

Задача 52

2SО₃(г) 2SО₂(г) + О₂(г); ∆H⁰ › 0

1. Как изменится скорость прямой реакции, если давление повысить в 4 раза?

2. Чему равен температурный коэффициент, если скорость реакции изменилась в 16 раз при понижении температуры на 20⁰С?

3. Написать выражение константы равновесия. Как надо изменить давление и температуру, чтобы сместить равновесие вправо?

Задача 53

3N₂О(г) + 2NН₃(г) 4N₂(г) + 3Н₂О; ∆H⁰ ‹ 0

1. Как изменится скорость прямой реакции, если объем увеличить в 2 раза?

2. На сколько градусов нужно повысить температуру, чтобы скорость реакции увеличилась в 32 раза? γ = 2.

3. Написать выражение константы равновесия. Куда сместится равновесие, если:

а) температуру повысить:

б) давление понизить?

Задача 54

СО(г) + 2Н₂(г) СН₃ОН(г); ∆H⁰ › 0

1. Как изменится скорость прямой реакции, если давление уменьшить в 3 раза?

2. Во сколько раз изменится скорость реакции, если температуру повысить на 60⁰С? γ = 2.

3. Написать выражение константы равновесия. Куда сместится равновесие, если температуру и давление повысить?

Задача 55

3О₂(г) 2О₃(г); ∆H⁰ › 0

1. Как изменится скорость обратной реакции, если давление увеличить в 7 раз?

2. Во сколько раз изменится скорость реакции, если температуру увеличить на 30⁰С? γ = 3.

3. Написать выражение константы равновесия. Куда сместится равновесие, если:

а) температуру повысить:

б) давление понизить?

Задача 56

2СО₂(г) 2СО(г) + О₂(г); ∆H⁰ › 0

1. Как изменится скорость прямой реакции, если объем увеличить в 6 раз?

2. Во сколько раз изменится скорость реакции, если температуру увеличить на 50⁰С? γ = 2.

3. Написать выражение константы равновесия. Как надо изменить концентрацию СО₂ и температуру, чтобы равновесие сместилось вправо?

Задача 57

СО₂(г) + Н₂(г) СО(г) + Н₂О(г); ∆H⁰ ‹ 0

1. Как изменится скорость прямой реакции, если объем увеличить в 3 раза?

2. Во сколько раз изменится скорость реакции, если температуру понизить на 40⁰С? γ = 2.

3. Написать выражение константы равновесия. Как надо изменить объем и температуру, чтобы равновесие сместилось влево?

Задача 58

2SО₃(г) 2SО₂(г) + О₂(г); ∆H⁰ › 0

1. Как изменится скорость прямой реакции, если давление повысить в 5 раз?

2. Чему равен температурный коэффициент, если скорость реакции изменилась в 256 раз при повышении температуры на 40⁰С?

3. Написать выражение константы равновесия. Куда сместится равновесие при повышении температуры и концентрацииSО₃?

Задача 59

СО_(г) + Н₂О_(г) СО_2(г) + Н_2(г); ∆Н⁰<0

1. Как изменится скрость прямой реакции, если объем увеличить в 3 раза?

2. Во сколько раз изменится скорость реакции, если температуру понизить на 40⁰С? γ= 3.

3. Написать выражение константы равновесия. Как надо изменить объем и температуру, чтобы сместить равновесие влево?

Задача 60

2SO_3(г) 2SO_2(г) + О_2(г) ; ∆Н⁰>0

1. Как изменится скорость прямой реакции, если давление повысить в 5 раз?

2. Чему равен температурный коэффициент, если при понижении температуры на 30⁰С скорость реакции изменится в 81 раз?

3. Написать выражение константы равновесия. Куда сместится равновесие при повышении температуры и концентрации SO₃?

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: