1.4 Вычисление равновесных концентраций
Пример. В системе А (г.) + 2В (г.) = С (г.) равновесные концентрации равны: [A] = 0,06 моль/л; [B] = 0,12 моль/л; [C] = 0,216 моль/л. Найти константу равновесия реакции и исходные концентрации веществ А и В.
Решение: Константа равновесия данной реакции выражается уравнением
Подставляя в него данные задачи, получаем
Для нахождения исходных концентраций веществ А и В учтем, что, согласно уравнению реакции, из 1 моль А и 2 моль В образуется 1 моль С. Поскольку по условию задачи в каждом литре системы образовалось 0,216 моль вещества С, то при этом было израсходовано 0,216 моль А и 0,216·2 = 0,432 моль В.
Соотношение реагирующих веществ
зовавшегося вещества в 1 л
[A]0 = 0,06 + 0,216 = 0,276 моль/л
[B]0 = 0,12 + 0,432 = 0,552 моль/л
Таким образом, исходные концентрации равны: [A]0 = 0,276 моль/л;
1.5 Направление смещения равновесия
Пример. В каком направлении сместится равновесие в системах
если при неизменной температуре увеличить давление путем уменьшения объема газовой смеси?
Решение: а) протекание реакции в прямом направлении приводит к уменьшению общего числа молей газов, т.е. к уменьшению давления в системе. Поэтому, согласно принципу Ле-Шателье, повышение давления вызывает смещение равновесия в сторону прямой реакции;
б) протекание реакции не сопровождается изменением числа молей газов и не приводит, следовательно, к изменению давления. В этом случае изменение давления не вызывает смещения равновесия.
Задачи для самостоятельного решения
2.1 Написать выражение скорости химических реакций, протекающих по схеме 2А + В = С, если а) А и В — газообразные вещества;
б) А — твердое вещество, В — газ.
- Написать выражение для скорости химических реакций:
- Написать выражение скорости химических реакций, протекающих между а) водородом и кислородом; б) азотом и водородом;
в)алюминием и кислородом; г) раскаленным углем и водяным
- Написать выражение скорости химической реакции, протекающей в гомогенной системе А + 2В = С, и определить, во сколько раз увеличится скорость реакции, если: а)концентрация А увеличится в 2 раза;
б) концентрация В увеличится в 3 раза; в) концентрация А и В увеличится в 2 раза.
- Написать выражение скорости реакций, протекающих между:
a) aзотом и кислородом; б)водородом и кислородом; в) оксидом азота (II) и кислородом; г) диоксидом углерода и раскаленным углем.
- Написать выражение скорости реакций, протекающих по схеме A + В = AB, если: a) A и В — газообразные вещества; б) А и В- вещества, находящиеся в растворе; в) А-твердое вещество, а В — газ или вещество, находящееся в растворе.
- Написать выражение скорости химической реакции, протекающей в гомогенной системе по уравнению А + 2В = АВ2, и определить, во сколько раз увеличится скорость этой реакции, если: а) концентрация А увеличится в 2 раза; б) концентрация В увеличится в 2 раза; в) концентрация обоих веществ увеличится в 2 раза.
- Реакция протекает по схеме 2А + 3В = С. Концентрация вещества А уменьшилась на 0,1 моль/л. Каково при этом изменение концентрации вещества В?
- В реакции С + О2 = СО2 концентрация кислорода увеличена в 4 раза. Во сколько раз возрастет скорость реакции?
- Написать уравнение скорости реакции С + О2 = СО2 и определить, во сколько раз увеличится скорость реакции при увеличении концентрации кислорода в три раза.
- Реакция между оксидом азота (II) и хлором протекает по уравнению 2NO+Cl2 ↔ 2NOCl. Как изменится скорость реакции при увеличении: а)концентрации оксида азота в два раза; б)концентрации хлора в два раза; в)концентрации обоих веществ в два раза?
- В реакции С + 2Н2= СН4 концентрация водорода увеличится в 2 раза. Во сколько раз возрастет скорость реакции?
- Как изменится скорость прямой реакции N2 + 3Н2↔ 2NH3, если объем газовой смеси уменьшить в 2 раза?
- Во сколько раз следует увеличить концентрацию оксида углерода в системе 2СО = СО2 + С, чтобы скорость реакции увеличилась в четыре раза?
- Во сколько раз следует увеличить концентрацию водорода в системе N2 + 3Н2 ↔ 2NН3, чтобы скорость реакция возросла в 100 раз?
- Как изменится скорость реакции СО + Cl2 ↔ COCl2, если объем системы: а) уменьшить вдвое; б) увеличить втрое?
- Как изменится скорость реакции 2NО + O2 ↔ 2NO2, если объем газовой смеси уменьшить в три раза?
- Как изменится скорость реакции Na2S2O3 = Na2SO4 + H2SO4+S, если: а)реагирующую смесь разбавить в три раза; б) повысить концентрацию Na2S2O3 в два раза, а серной кислоты — в три раза; в) понизить концентрацию Na2S2O3 в два раза, а серной кислоты повысить в два раза?
- Во сколько раз необходимо увеличить концентрацию углекислого газа, чтобы скорость реакции СО2 + С = 2СО возросла в 3 раза?
- Как изменится скорость реакции N2 + 3H2 ↔ 2NH3 , если объем газовой смеси увеличить в два раза?
- Во сколько раз надо изменить давление газовой смеси для того, чтобы увеличить скорость реакции 2SО2 + О2 ↔ 2SО3 в 27 раз?
- Как изменится скорость реакции 2NО + O2 ↔ 2NO2, если давление этой химической системы, находящейся в замкнутом сосуде, увеличить в два раза?
- Как надо повысить давление в некоторой газовой химической системе
А + В ↔ С для того, чтобы скорость реакции образования вещества С возросла в 33 раза?
- Во сколько раз следует увеличить давление, чтобы скорость образования NO2 по реакции 2NO + O2 ↔ 2NO2 возросла в 1000 раз?
- К некоторому моменту времени скорость реакции А + B ↔ C уменьшилась в 100 раз. Как изменились концентрации веществ А и В (начальные концентрации веществ А и В были равны между собой)?
- Константа скорости реакции омыления этилового эфира уксусной кислоты едким натром
при 10 0 C равна 2,38, если время выражено в минутах. Найти скорость реакции в начальный момент, если смешать
а)1л 0,5 М раствора эфира и 1 л 0,5 М раствора едкого натра;
б)4 л 0,2 раствора эфира с 4 л 0,5 М раствора едкого натра.
- Константа скорости взаимодействия окиси углерода и хлора при 27 0 С равна 0,18, если время выражено в минутах. Найти отношение скоростей в начальный момент реакции и в момент, когда половина исходных веществ вступила в реакцию, если взяты эквимолекулярные количества окиси углерода и хлора, а объем, занимаемый газами, не изменяется.
- На сколько градусов следует повысить температуру, чтобы скорость реакции возросла в 8 раз (γ = 2)?
- Во сколько раз увеличится скорость реакции, если температура повысилась на 30 0 С, а γ = 3?
- При повышении температуры на 60°С скорость реакции увеличилась в 4000 раз. Вычислить γ.
- При повышении температуры на 42°С скорость реакции увеличилась в 320 раз. Вычислить γ.
- Скорость химической реакции возросла в 124 раза, γ = 2,8.
На сколько градусов была повышена температура?
- Во сколько раз увеличится константа скорости химической реакции при повышении температуры на 40 0 С, если γ = 3,2?
- На сколько градусов следует повысить температуру системы, чтобы скорость протекающей в ней реакции возросла в 30 раз (γ=2,5)?
- При повышении температуры на 50 0 С скорость реакции возросла в 1200 раз. Bычиcлить γ.
- Вычислить γ реакции, если константа скорости её при 120°С составляет 5,88 10 -4 , а при 170 0 С равна 6,7 10 -2 с -1 .
- Примем скорость некоторой химической реакции при 0°С за единицу. Чему будет равна скорость той же реакции при 200°С, если принять температурный коэффициент скорости равным 3?
- Скорость некоторой реакции при 100°С равна единице. Во сколько раз медленнее будет протекать та же реакция при 10°С (температурный коэффициент скорости принять равным? 2) Если реакция протекает практически до конца при 100 0 С за 10 с, то сколько времени для той же реакции понадобится при 10 0 С?
- Некоторая реакция при 0 0 С протекает практически до конца за 4,5 часа (около 16384с = 2 14 с). При какой температуре реакция пройдет практически до конца в 1с (температурный коэффициент принять равным 2)?
- Температурный коэффициент скорости некоторых ферментативных процессов достигает семи. Принимая скорость ферментативного процесса при 20 0 С за единицу, указать, чему могла бы быть равна скорость этого процесса при 50 0 С.
- Две реакции при 283К протекают с одинаковой скоростью. Температурный коэффициент скорости первой реакции равен 2,5, второй-3. Как будут относиться скорости реакций, если первую провести при 350К, а вторую — при 330К?
- При какой температуре реакция закончится за 45 мин, если при 293К на это требуется 3 часа? Температурный коэффициент скорости реакции равен 3,2.
- На сколько надо повысить температуру, чтобы скорость реакции возросла в 90 раз? Температурный коэффициент равен 2,7.
- Температурный коэффициент скорости реакции разложения йодистого водорода 2HJ ↔ H2 + J2 равен 2. Найти константу скорости этой реакции при 624К, если при 629К константа скорости равна 8,9 ∙ 10 -5 л.моль -1 ∙с -4 .
- Определить температурный коэффициент скорости реакции, если при изменении температуры на 45 0 С реакция замедлилась в 25 раз.
- Константа скорости некоторой реакции при 273К равна 1,17 л∙моль -1 ∙с -4 , а при 298К – 6,56 л∙моль -1 ∙с -1 . Найти температурный коэффициент скорости реакции.
- Из двух молей СО и двух молей Cl2 образовалось при некоторой температуре 0,45 моль COCl2. Вычислить константу равновесия системы СО + Cl2 ↔ COCl2.
- В сосуд объемом 0,5 л помещено 0,5 моль водорода и 0,5 моль азота. К
моменту равновесия образовалось 0,02 моль аммиака. Вычислить константу равновесия.
- Вычислить константу равновесия системы COCl2 ↔ СО + Cl2, если при некоторой температуре равновесные концентрации oксида углерода (П) и хлора в системе равны и составляют 0,001моль/л, a [COCl2] =4,65 . 10 -5 моль/л.
- Вычислить константу равновесия реакции А + 2В↔ С, если равновесные концентрации (моль/л): [A]=0,12; [В]=0,24; [С]=0,295.
- Равновесие реакции 2NO2 ↔ 2NO + O2 установилось при концентрациях (моль/л) [NO2]=0,02; [NO]=0,08; [O2]=0,16. Вычислить константу равновесия этой реакции.
- Реакция СО + Cl2 ↔ COCl2 протекает в объеме 10 л. Состав равновесной смеси: 14г СО; 35,5г Cl2 и 49,5г COCl2. Вычислить константу равновесия реакции.
- Вычислить константу равновесия обратимой реакции СО + H2↔ CO+H2O, если при равновесии концентрации всех веществ оказались следующими (моль/л): [СO2]=0,02; [Н2]= 0,005; [С0]= 0015 [H2O]= 0,015.
- Вычислить константу равновесия системы N2 + 3H2 ↔ 2NH3, если в состоянии равновесия концентрация аммиака составляет 0,4 моль/л, азота 0,03 моль/л, а водорода 0,10 моль/л.
- В начальный момент протекания реакции N2 + 3H2 ↔ 2NH3, концентрации были равны (в моль/л): [N2| = 1,2, [H2]=2,2 и [NH3] = 0. Чему равны концентрации азота и водорода в момент достижения концентрации аммиака 0,4 моль/л?
- Исходные концентрации оксида азота (II) и хлора в системе 2NO + Cl2 ↔ 2NOCl составляют соответственно 0,5 моль/л и 0,2 моль/л. Вычислить константу равновесия, если к моменту наступления равновесия прореагировало 20% оксида азота (II).
- Начальные концентрации в реакции СО + H2O = СO2 + H2 равны (моль/л): [СО]=0,2; [H2Oгаз]=0,4; [СO2]=0,3 и [Н2]=0,1. Вычислить концентрации всех участвующих в реакции веществ после того, как прореагировало 40% СО.
- Вычислить константы равновесия систем:
а) С + О2 ↔ СО2; б) С + СО2 ↔ 2СО, в которых парциальные давления СО2 в состоянии равновесия составляют 0,2 общего давления газовых смесей.
- Константа равновесия системы 2HJ ↔ Н2 + J2 равна при некоторой температуре 2 ∙ 10 -2 . Вычислить степень термической диссоциация HJ.
- Константа равновесия системы N2 +O2 ↔ 2NO составляет при некоторой температуре 5 ∙ 10 -2 . Определить выход NО в процентах (по объему), если исходные газы взяты: а) в равномолярных концентрациях; б) из воздуха — в объемном отношении 4 : 1.
- Вычислить константу равновесия реакции Н2 + J2 ↔ 2HJ, происходящей в сосуде объемом 2 л, если первоначальные количества веществ были следующие: 0,2 г Н2, 0,127г J2 и к моменту равновесия прореагировало 20% водорода.
- Найти число молей HJ, H2 и J2 в момент равновесия, если константа равновесия 2HJ ↔ Н2 + J2 равна 1/64 при 440 0 С и в реакцию был взят 1 моль HJ.
- При 716 0 С константа скорости образования HJ равна 1,6 ∙ 10 -2 , а константа скорости диссоциации 3∙10 -4 . Найти константу равновесия при данной температуре.
- При некоторой температуре 10% молекул йода распалось на атомы; определить константу равновесия для данной температуры, если один моль йода находится в сосуде емкостью V литров.
- Оксид углерода (II) и хлор были помещены в закрытый сосуд при постоянной температуре. Начальные их концентрации равны 1 моль/л, давление в сосуде равно 1 атм. В результате реакции СО + Cl2 ↔ COCl2 к моменту равновесия осталось 50% окиси углерода. Каково давление в сосуде при равновесии?
- Как изменится давление при наступлении равновесия в реакции N2 + 3H2 ↔ 2NH3, протекающей в закрытом сосуде при постоянной температуре, если начальные концентрации азота и водорода равняются — соответственно 2 и 6 моль/л и если равновесие наступает тогда, когда прореагирует 10% первоначального количества азота?
- В замкнутом сосуде протекает обратимый процесс диссоциации:
PCl5 ↔ PCl3 + Cl2. Начальная концентрация PCl5 равна 2,4 моль/л. Равновесие установилось после того, как 33,3% PCl5 диссоциировало. Вычислить константу равновесия.
- В замкнутом сосуде при некоторой температуре протекает обратимая реакция СО + Н2О(г) ↔ Н2 + СО2. В данном случае равновесие установилось при следующих концентрациях участвующих в реакции, веществ: [СО]=0,04, [H2O](г)=0,16, [H2]=0,08 и [СO2] = 0,08 моль/л. Вычислить константу равновесия и определить первоначальные концентрации СО и H2O (учесть, что в начале реакции концентрации Н2 и СО2 были равны нулю).
- Реакция идёт по уравнению Н2 + J2 ↔2HJ. В некоторый момент времени концентрации были: [H2] = 0,049, [J2] = 0,024, [HJ] = 0,01 моль/л. Найти концентрации участвующих в реакции веществ в момент, когда концентрация водорода уменьшится на 0,012 моль/л.
- Вычислить процент разложения молекулярного хлора на атом, если константа равновесия составляет 4,2 ∙ 10 -4 , а исходная концентрация хлора 0,04 моль/л.
- При нагревании смеси углекислого газа и водорода в закрытом сосуде устанавливается равновесие СО2 + Н2 ↔ СО + Н2O. Константа равновесия при некоторой температуре равна 1. Сколько процентов СО2 превратятся в СО, если смешать 1 моль СО2 и 2 моль Н2 при этой температуре?
- Пентахлорид фосфора диссоциирует при нагревании по уравнению РCl5↔РCl5 + Cl2. Вычислить константу равновесия этой акции, если из 3 моль РCl5, находящихся в закрытом сосуде V 10 л, подвергаются разложению 2,5 моль.
- При смешении уксусной кислоты и этилового спирта происходит реакция СН3СООН + С2Н5ОН ↔ СН2СООС2Н5 + Н2О.
В сосуд введено по 1 моль всех четырех веществ, приведенных в уравнении реакции. После установления равновесия в смеси находится 1,33 моль эфира. Какое значение будет иметь константа равновесия этой реакции?
- Константа равновесия обратимой реакции А + В ↔ С + D pавна 1/3. Вычислить равновесные концентрации веществ А, В, C и D (моль/л), если начальные концентрации равны: [А] = 2 моль/л и [В] = 4 моль/л.
- Обратимая реакция выражается уравнением А + В ↔ С + D, константа равновесия равна 1. Начальные концентрации: [А] = 3 моль/л и [В] = 2 моль/л. Вычислить равновесные концентрации всех участвующих в реакции веществ.
- В равновесной системе А + В ↔ С + D начальные концентрации веществ А и В соответственно равны 4 моль/л и 3 моль/л. Равновесная концентрация [А] = 2 моль/л. Найти равновесные концентрации веществ В, С и D и константу равновесия. Сколько молей вещества В надо ввести в систему для того, чтобы прореагировало ещё 50% от равновесного количества вещества А? Как смещается при этом равновесие реакции и отвечает ли его направление смещения принципу Ле-Шателье?
- Константа paвновесия системы СО + H2O ↔ СO2 + H2 пpи некоторой температуре равна 1. Вычислить процентный состав смеси в состоянии равновесия, если начальные концентрации СО и H2 составляли по 1 моль/л.
- При некоторой температуре равновесные концентрации реакции
2SО2 + О2 ↔ 2SО3 составляли соответственно [SО2] = 0,04 моль/л, [О2] = =0,06 моль/л, [SО3]= 0,02 моль/л. Вычислить константу равновесия и исходные концентрации оксида серы (IV) и кислорода.
- Равновесие реакции 4HCl (г) + O2 ↔ 2H2O (г) + 2С12 установилось при следующих концентрациях: [Н2O](г) = [Сl2] = 0,14, [НCl](г) = 0,2 и [О2]=0,32 моль/л. Вычислить константу равновесия и начальную концентрацию кислорода.
- Константа равновесия системы 2N2 + O2 2N2O равна 1,21. Равновесные концентрации: N2 = 0,72 и N2О = 0,84 моль/л. Найти начальную и равновесную концентрации кислорода.
- Равновесные концентрации веществ в обратимой реакции N2 + 3H2 2NH3 составляют (моль/л): N2 = 4; Н2 = 9; NH3 = 6. Вычислить исходные концентрации азота и водорода и константу равновесия.
- Равновесные концентрации веществ обратимой реакции 2SО2 + О2 ↔ 2SО3 составляют (моль/л): [SО2]= 0,0002; [О2]= 0,004; [SО3]= 0,003. Найти исходные концентрации кислорода и сернистого газа. Вычислить константу равновесия.
- Вычислить начальные концентрации хлора и оксида углерода, а также константу равновесия реакции СО + Сl2 СОСl2, если равновесные концентрации (моль/л): С12 = 0,3, СО = 0,2; СОСl2 = 1,5.
- Определить равновесную концентрацию водорода в системе 2HJ H2 + J2, если исходная концентрация HJ составляла 0,05 моль/л, а константа равновесия равна 0,02.
- Константа равновесия реакции N2 + 3H2 2NH3 равна 0,1. Равновесные концентрации Н2 = 0,2 моль/л и NH3 = 0,08 моль/л. Вычислить начальную и равновесную концентрации азота.
- Найти равновесные концентрации водорода и йода в системе H2 + J2 2HJ, если их начальные концентрации составляли соответственно 0,5 и 1,5 моль/л соответственно, а равновесная концентрация HI равна 0,8 моль/л.
- Константа равновесия реакции СО + H2O ↔ СO2 + H2 при 1090 0 С равна 0,51. Найти состав реакционной смеси в момент достижения равновесия, если в реакцию введено по одному моль оксида углерода (II) и водяного пара.
- Равновесная концентрация HJ в системе H2 + J2 2HJ равна 0,04 моль/л, а равновесные концентрации водорода и йода составляют по 0,08 моль/л. Вычислить константу равновесия.
- Исходные концентрации окиси углерода (ІІ) и паров воды равны и составляют по 0,03 моль/л. Вычислить равновесные концентрации СО, H2O и Н2 в системе СО + H2O ↔ СO2 + H2, если равновесная концентрация СO2 оказалась равной 0,01.
- В каком направлении произойдет смещение равновесия при изменении давления в системах:
- В каком направлении произойдет смещение равновесия при повышении температуры систем:
- В какую сторону сместится равновесие обратимых реакций:
при повышении температуры? При повышении давления?
Вычислите равновесную и исходные концентрации азота.
Константа равновесия реакции N2 (г) + 3 H2 (г) ↔ 2 NH3 (г) равна 0,1. Равновесные концентрации водорода и аммиака равны 0,6 и 0,18 моль/л соответственно. Вычислите равновесную и исходные концентрации азота.
Решение:
1. Константа равновесия определяется по уравнению:
Отсюда, равновесная концентрация азота:
[N2] = 0,18 2 / 0,6 3 *0,1 = 1,5 моль/л
2. Из 1 моль азота образуется 2 моль аммиака, следовательно, на 0,18 моль/л аммиака было затрачено ½ концентрации азота,т.е. 0,09 моль/л азота.
Исходная концентрация азота составит:
0,09 + 1,5 = 1,59 моль/л
Как найти начальные концентрации веществ в системе, имея концентрации веществ в этой системе в состоянии равновесия?
Если лень тыкать кнопочки, то выписал:
1
Произошла химическая реакция по схеме: А + 2Б = В. Исходные вещества и продукт реакции – газы. В какой-то момент установилось равновесие, то есть, скорость прямой реакции (А + 2Б = В) сравнялась со скоростью обратной (В = А + 2Б). Известно, что равновесная концентрация вещества А равна 0,12 моль/литр, элемента Б – 0,24 моль/литр, а вещества В – 0,432 моль/литр. Требуется определить исходные концентрации А и Б.
2
Изучите схему химического взаимодействия. Из нее следует, что один моль продукта (элемента В) образовывался из одного моля вещества А и двух молей вещества Б. Если в одном литре реакционного объема образовывалось 0,432 моля элемента В (по условиям задачи), то, соответственно, одновременно расходовалось 0,432 моля вещества А и 0,864 моля элемента Б.
3
Вам известны равновесные концентрации исходных веществ: [A] = 0,12 моль/литр, [Б] = 0,24 моль/литр. Прибавив к этим величинам те, которые были израсходованы в ходе реакции, вы получите величины исходных концентраций: [A]0 = 0,12 + 0,432 = 0,552 моль/литр; [Б] 0 = 0,24 + 0,864 = 1,104 моль/литр.
4
Также вы можете определить исходные концентрации веществ с помощью константы равновесия (Кр) — отношения произведений равновесных концентраций продуктов реакции к произведению равновесных концентраций исходных веществ. Константа равновесия рассчитывается по формуле: Кр = [C]n [D]m /([A]0x[B]0y), где [C] и [D] – равновесные концентрации продуктов реакции С и D; n, m – их коэффициенты. Соответственно, [A]0, [В] 0 – равновесные концентрации элементов, вступающих в реакцию; x,y – их коэффициенты.
5
Зная точную схему протекающей реакции, равновесную концентрацию хотя бы одного продукта и исходного вещества, а также величину константы равновесия, можно записать условия этой задачи в виде системы двух уравнений с двумя неизвестными.
Источник: http://www.kakprosto.ru/kak-123932-kak-opredelyat-
Sullen GhostМастер (2369) 7 лет назад
Просто огромнейшее спасибо. Уж истерить начинал
Den4ikDeka Профи (833) Да не за что) Сам не разбираюсь, в школе еще учусь, мне не сложно 🙂
Химик.ПРО – решение задач по химии бесплатно
Константой химического равновесия (K) отношение констант скоростей прямой и обратной реакций.
Константа равновесия данной реакции выражается уравнением:
Подставляя в него данные из условия задачи, получаем:
K = 0,01/0,04 ⋅ 0,1 = 2,5
Для нахождения исходных концентраций NO и О2 учтем, что, согласно уравнению реакции, из 2 моль NO и 1 моль О2 образуется 2 моль NO2. Поскольку по условию задачи в каждом литре системы образовалось 0,1 моль вещества NO2, то при этом было израсходовано 0,1 моль NO и 0,05 моль О2. Таким образом, искомые исходные концентрации равны:
![]()
![]()
Ответ:
константа равновесия 2,5;
исходная концентрация NO 0,3 моль/л;
исходная концентрация О2 0,15 моль/л.