Для связи в whatsapp +905441085890

Задачи с решениями на химическую кинетику и химическое равновесие

Химическая кинетика и химическое равновесие

Задача № 1. Написать математическое выражение скорости прямой и обратной реакций:

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

Пример 59

Для реакции Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами согласно закону действия масс выражения скоростей реакции следующие:

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

где Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами— константа скорости прямой реакции;

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами — соответственно концентрации Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами;

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

где Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами — константа скорости обратной реакции;

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами — концентрация Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами.

Задача 43

Определить начальную скорость реакции с константой скорости прямой реакции к в растворе, полученном смешением 2 л 0,6 М раствора Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами и 3 л 1 М раствора Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами.

Решение:

Уравнение химической реакции, происходящей в смеси двух растворов, следующее:

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

Согласно закону действия масс выражение скорости химической реакции

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

Для определения скорости реакции необходимо знать величину концентраций веществ Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами в момент их смешения. Для этого определим объем смеси двух растворов:

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

Зная, что в исходном растворе уксусной кислоты содержится 0,6-2 = = 1,2 моль Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами, находим ее концентрацию в смеси:

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

В исходном растворе гидроксида аммония содержится 1-3=3 моль Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами, значит, концентрация его в смеси

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

Определяем начальную скорость реакции:

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

Задача 44

Как изменится скорость прямой реакции

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

если давление увеличить в 3 раза?

Решение:

Предположим, что в начальный момент до повышения давления концентрации реагирующих веществ следующие:

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

Скорость реакции, определяемая по закону действия масс, до повышения давления равна:

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

Согласно уравнению Менделеева-Клапейрона Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами Повышение давления в 3 раза приводит к повышению концентрации каждого компонента в 3 раза.

Таким образом, после повышения давления концентрации реагирующих веществ станут равными:

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

Скорость реакции после повышения давления

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

Повышение скорости реакции будет следующим:

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

При повышении давления в 3 раза скорость прямой реакции увеличивается в 27 раз.

Задача 45

Во сколько раз увеличится скорость реакции при увеличении температуры с 50 до 90°С? Температурный коэффициент реакции у равен 2,5.

Решение:

Согласно правилу Вант-Гоффа

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

Задача 46

Константа скорости реакции разложения HI равна Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами при 280°С и Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами при 300°С. Определить энергию активации, константу скорости при 310 °C и температурный коэффициент скорости реакции.

Решение:

Воспользуемся формулой, являющейся производной уравнения Аррениуса:

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

где

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

Теперь, зная энергию активации, можно рассчитать константу скорости реакции при 310 °C:

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

Отсюда

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами
Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

Определяем температурный коэффициент по следующей формуле:

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

Отсюда

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

Задача 47

Написать математические выражения констант равновесия следующих реакций:

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

Решение:

а) Для гомогенной реакции Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

б) Для гетерогенной реакции Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

так как концентрации твердых веществ не входят в выражение константы равновесия.

Задача 48

В состоянии равновесия системы Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами при определенной температуре концентрации участвующих в равновесии веществ следующие: Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами =0,04 моль/л. Рассчитать константу равновесия этой реакции.

Решение:

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

Подставим в выражение константы равновесия значения равновесных концентрации:

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

Задача 49

Константа равновесия реакции Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами при 1000 °C равна 0,5. Исходные концентрации Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами равны соответственно 0,05 моль/л и 0,01 моль/л. Рассчитать их концентрации в состоянии равновесия.

Решение:

Предположим, что в ходе реакции до момента установления состояния химического равновесия концентрация СО уменьшается на X моль/л. Тогда в состоянии химического равновесия концентрации Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами будут следующими:

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

Математическое выражение константы равновесия данной реакции:

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

Отсюда находим значение X:

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

В состоянии равновесия значения концентрации будут следующими:

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

Задача 50

Для реакции Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами рассчитать константу равновесия в стандартных условиях.

Решение:

Между энергией Гиббса и константой равновесия существует следующая взаимосвязь:

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

Рассчитываем вначале значение Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

м

Находим значение константы равновесия реакции в стандартных условиях Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами:

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

Задача 51

В каком направлении сместится равновесие следующих химических реакций:

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

если увеличить температуру?

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

если увеличить концентрацию Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами для реакции а и уменьшить концентрацию Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами для реакции б?

Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами

если увеличить давление?

Решение:

Воспользуемся принципом Ле Шателье.

1) Увеличение температуры смещает химическое равновесие в направлении эндотермической реакции, а уменьшение температуры — в направлении экзотермической реакции.

Для реакции Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами являющейся эндотермической Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами увеличение температуры смещает равновесие в сторону прямой реакции Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами.

2) Увеличение концентрации одного из участвующих в равновесии веществ смещает химическое равновесие в сторону реакции, уменьшающей концентрацию этого вещества.

Уменьшение концентрации одного из участвующих в равновесии веществ смещает химическое равновесие в сторону реакции, увеличивающей концентрацию этого вещества.

Для реакции Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами увеличение концентрации Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами, являющегося реактивом, смещает равновесие в сторону реакции, уменьшающей его концентрацию, т.е. в прямом направлении Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами.

3) Увеличение давления смещает химическое равновесие в направлении реакции, вызывающей уменьшение объема системы, т.е. в сторону реакции с уменьшением числа газообразных молекул.

Для реакции Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами увеличение давления смещает равновесие в сторону обратной реакции Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами, так как число молекул исходных веществ (2 молекулы Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами) меньше, чем число молекул продуктов реакции (2 молекулы Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами молекула Химическая кинетика и химическое равновесие - задачи с решением и примерами, итого 3 молекулы).

Эти задачи взяты со страницы решения задач по неорганической химии:

Задачи с решением по неорганической химии

Возможно эти страницы вам будут полезны:

Задачи с решениями на химическую связь
Задачи с решениями на термохимические и термодинамические расчеты
Задачи с решениями на концентрацию растворов
Задачи с решениями на электролитическую диссоциацию