Закономерности протекания химических реакций. Энтальпия, энтропия, энергия Гиббса. Скорость реакции. Химическое равновесие

1. Определите, при какой температуре начнется реакция восстановления Fe₃O₄, протекающая по уравнению:

Fe₃O_{4 (}_K) + CO_(Г) = 3FeO ₍_K) + CO_{2 (Г)}; = +34,55 кДж; DS = 146,2 Дж/моль К.

2. Вычислить, как и во сколько раз уменьшится скорость реакции N₂ + O₂ = 2NO при уменьшении давления в 100 раз.

3. Константа равновесия гомогенной системы N₂+ 3H₂ 2NH₃при температуре, равной 300⁰С равна 0,1. Равновесные концентрации водорода и аммиака равны 0,4 моль/л и 0,16 моль/л. Вычислить равновесную и начальную концентрацию азота.

4. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий веществ, вычислите DН реакции, протекающей по уравнению:

CO_(Г) + Н₂O_(Ж) = CO_2(Г)+ Н_{2 (Г)}

5. Реакция идет по уравнению N₂ + O₂ = 2NO. Концентрации исходных веществ до начала реакции были [N₂] = 0,049 моль/л; [O₂] = 0,02 моль/л. Вычислите начальную скорость реакции и скорость в момент, когда [NO] стала равной 0,005 моль/л.

6. Каким путем можно повысить выход NO₂ при реакциях, идущих по уравнениям:
а) 2NO + O 2NO₂– DН;
б) N₂O₄ 2NO₂ + DН

7. Вычислить, какое количество теплоты выделится при восстановлении Fe₂O₃ металлическим алюминием, если было получено 335,1 г железа.
8. При повышении температуры на 10⁰С скорость некоторой реакции взрастет в два раза. При 20⁰С она равна 0,04 моль/л.ч. Какова будет скорость этой реакции при 40⁰С и 0⁰С?
9. Написать выражение для константы равновесия гомогенной системы:
СН₄ + CO₂ 2CO + 2Н₂; Как следует изменить температуру и давление, чтобы повысить выход водорода? Прямая реакция – эндотермическая.

10. Восстановление Fe₃O₄ оксидом углерода идет по уравнению: Fe₃O_{4 (К)} + СО_(Г) = 3FeO_(К) + CO_2(Г)
Вычислите DG и сделайте вывод о возможности самопроизвольного протекания этой реакции при стандартных условиях. Чему равна DS в этом процессе DG Fe₃O₄= –1014,2 кДж/моль.

11. При понижении температуры на 30⁰ скорость реакции уменьшилась в 27 раз. Вычислить температурный коэффициент реакции.

12. В гетерогенной системе FeO_(Т) + Н_2(Г) Fe_(Т) + Н₂О_(П) равновесные концентрации реагирующих веществ: [Н₂] = 0,1 моль/л; [Н₂О] _(пар) = 0,4 моль/л. Вычислить константу равновесия системы и исходную концентрацию водорода.

13. При какой температуре наступит равновесие системы: СО_(Г) + 2H_2(Г) CН₃OН_(Ж);DН = –128,05 кДж.

14. Реакция идет по уравнению N₂ + 3H₂ 2NH₃Концентрации участвующих в ней веществ были: [Н₂] = 1,5 моль/л; [N₂] = 0,80 моль/л; [NН₃] = 1,10 моль/л. Вычислите концентрации Н₂и NН₃, когда [N₂] стала равной 0,50 моль/л.

15. Равновесие реакции H₂ + Br₂ 2hbr установилось при следующих равновесных концентрациях: [Н₂] = 1,5 моль/л;: [Br₂] = 0,3 моль/л; [HBr] = 4,8 моль/л. Определить исходные концентрации водорода и брома.

16. Реакция горения бензола выражается термохимическим уравнением С₆Н_{6 (Ж)} + 7 О_2(Г) = 6CO_2(Г) + 3Н₂O_(Г); DН =? Вычислите тепловой эффект этой реакции, если известно: что мольная теплота парообразования бензола равна +33,9 кДж.

17. Взаимодействие окиси углерода и хлора идет по уравнению: СО + Сl₂ COCl₂
Концентрация окиси углерода 0,3 моль/л, а хлора 0,2 моль/л. Как изменится скорость прямой реакции, если увеличить концентрацию хлора до 0,6 моль/л, а концентрацию окиси углерода до 1,2 моль/л?

18. Вычислить константу равновесия для гомогенной системы CO_(Г) + Н₂O_(Г) = CO_{2 (Г)}+ Н_{2 (Г)}
если равновесные концентрации реагирующих веществ: [СО] = 0,004 моль/л;
[Н₂О] = 0,064 моль/л; [СО₂] = 0,016 моль/л; [Н₂] = 0,016 моль/л.

19. Напишите термохимическое уравнение реакции между CO_(Г) и водородом, в результате которой образуются CН_{4 (Г)} и Н₂O _(Г). Сколько теплоты выделяется при этой реакции, если было получено 67,2 л метана в пересчете на нормальные условия.

20. Если температурный коэффициент скорости реакции равен 2, то во сколько раз возрастет скорость химической реакции при повышении температуры от 200⁰С (Т₁) до 500⁰С (Т₂)?

21. Почему при изменении давления смещается равновесие системы N₂ + 3H₂ 2NH₃
и не смещается равновесие системы N₂ + О₂ 2NО. Написать выражение констант равновесия каждой из данных систем.

Тепловой эффект какой реакции равен теплоте образования NO? Вычислите теплоту образования NO, исходя из следующих термохимических уравнений: 4NH_{3 (Г)} + 5О_{2 (Г)} = 4NO _(Г) + 6H₂O_(Ж), DН = –1168,8 кДж;
4NH_{3 (Г)} + 3О_{2 (Г)} = 2N₂ _(Г) + 6H₂O_(Ж), DН = –1530,28 кДж.

22. При 150⁰ некоторая реакция заканчивается в 10 мин. Принимая температурный коэффициент реакции равным 2,5 рассчитайте, через сколько минут закончилась бы эта реакция при 200⁰С и при 80⁰С.

23. В гомогенной системе СО + Сl₂ COCl₂ равновесные концентрации реагирующих веществ: [СО] = 0,2 моль/л; [Сl₂] = 0,3 моль/л; [СОCl₂] = 1,2 моль/л. Вычислить константу равновесия системы и исходные концентрации хлора и СО.

25. Тепловой эффект какой реакции равен теплоте образования метана? Вычислите теплоту образования метана, исходя из следующих термохимических уравнений:
Н_{2 (Г)} + О_{2 (Г)} = Н₂О_(Ж); DН = –285,84 кДж;
С_(К) + О_{2 (Г)} = СО_{2 (Г)}; DН = –393,51 кДж;
СН_{4 (Г)} + 2О_{2 (Г)} = 2Н₂О_(Ж) + СО₂ _(Г); DН = –890,31 кДж.

26. Константа скорости реакции 2SO₂ + O₂ 2SO₃при некоторой температуре равна 0,0015 л/моль сек. Определите скорость реакции в момент, когда концентрации диоксида серы и кислорода соответственно равны 0,06 и 0,045 моль/л.

В гомогенной системе А + 2В С равновесные концентрации реагирующих газов: [А] = 0,06 моль/л; [В] = 0,12 моль/л; [С] = 0,216 моль/л. Вычислить константу равновесия системы и исходные концентрации веществ.

28. Кристаллический хлорид аммония образуется при взаимодействии газообразных аммиака и хлорида водорода. Напишите термохимическое уравнение этой реакции, вычислив ее тепловой эффект. Сколько теплоты выделится, если в реакции было израсходовано 10 л аммиака в пересчете на нормальные условия?

29. Химическая реакция протекает в растворе согласно уравнению А + В С, исходные концентрации: [А] = 0,80 моль/л; [В] = 1,60 моль/л. Спустя 20 мин. концентрация [А] снизилась до 0,78 моль/л. Какова стала концентрация вещества [В]? С какой средней скоростью за это время протекает реакция, если о скорости судить по убыли вещества [А], вещества [В]?

30. Исходные концентрации [NO] и [Cl₂] в гомогенной системе 2NО + Cl₂ 2NОCl
составляют соответственно 0,5 и 0,2 моль/л. Вычислить константу равновесия, если к моменту наступления прореагировало 20% NO.

31. Вычислить, какое количество теплоты выделится при восстановлении Fe₂O₃ металлическим алюминием, если было получено 335,1 г железа.

32. При повышении температуры на 10⁰С скорость некоторой реакции возрастет в два раза. При 20⁰С она равна 0,04 моль/л.ч. Какова будет скорость этой реакции при 40⁰С и 0⁰С?

33. Написать выражение для константы равновесия гомогенной системы СН₄+ СО₂ 2Н₂+ 2СО
Как следует изменить температуру и давление, чтобы повысить выход водорода? Прямая реакция - эндотермическая.

34. Тепловой эффект реакции сгорания жидкого бензола с образованием паров воды и диоксида углерода равен –3135,58 кДж. Составьте термохимическое уравнение этой реакции и вычислите теплоту образования С₆Н_{6 (Ж)}.

35. Примем скорость некоторой химической реакции при 0⁰С за единицу. Чему будет равна скорость той же химической реакции при 200⁰С, если температурный коэффициент скорости равен 3?

36. Равновесие реакции H₂ + Br₂ 2hbr установилось при следующих равновесных концентрациях: [Н₂] = 0,5 моль/л; [Br₂] = 0,1 моль/л; [HBr] = 1,6 моль/л. Определить исходные концентрации водорода и брома.

37. Вычислите, сколько теплоты выделится при сгорании 165 л (н.у.) ацетилена С₂Н₂, если продуктами сгорания являются диоксид углерода и пары воды?

38. Реакция идет по уравнению H₂ + J₂ 2hJ. При 508⁰С константа скорости этой реакции равна 0,16 л/моль мин. Вычислите начальную скорость реакции, если исходные данные концентрации водорода и йода были равны 0,04 и 0,5 моль/л соответственно. Чему будет равна скорость этой реакции, когда концентрация водорода понизится до 0,03 моль/л?

39. Напишите выражение для константы равновесия системы 2Н₂О _(П) 2Н₂ + О₂ + DН
Как следует изменить температуру и давление, чтобы сместить равновесие вправо?

40. При сгорании газообразного аммиака образуются пары воды и оксида азота. Сколько теплоты выделится при этой реакции, если было получено 44,8 л NO в пересчете на нормальные условия?

41. Реакция идет по уравнению: 4НСl + О₂= 2Н₂О + 2Сl₂. Через некоторое время после начала реакции концентрации участвующих в ней веществ стали: [НCl] = 0,25 моль/л; [O₂] = 0,2 моль/л; [Cl₂] = 0,1 моль/л. Какими были концентрации исходных веществ в начальный момент?

42. Константа равновесия гомогенной системы CO_(Г) + Н₂O_(Г) = CO_{2 (Г)}+ Н_{2 (Г)}при 850К равна 1. Вычислить концентрации всех веществ при равновесии, если исходные концентрации: [СО]_исх = 3 моль/л; [Н₂О]_исх = 2 моль/л.

43. Вычислите тепловой эффект и напишите термохимическое уравнение реакции горения 1 моль этана С₂Н_{6 (Г)}, в результате которой образуются пары воды и диоксид углерода. Сколько теплоты выделится при сгорании 1 м³ этана в пересчете на нормальные условия?

44. Две химические реакции при температуре 10⁰С идут с одинаковой скоростью. Скорость первой реакции увеличивается в два раза, второй - в 3 раза при повышении t⁰ на 10 градусов. При какой температуре скорость второй реакции в два раза превышает скорость первой?

45. Константа равновесия гомогенной системы CO_(Г) + Н₂O_(Г) CO_{2 (Г)}+ Н_{2 (Г)}при некоторой температуре равна 1. Вычислить равновесные концентрации всех реагирующих веществ, если исходные концентрации: [СО] = 0,10 моль/л;
[Н₂О] = 0,40 моль/л.

РАСТВОРЫ

1. Кристаллическая сода Na₂СO₃ 10Н₂О какой массы потребуется для приготовления раствора объемом 1,2 л, если его: а) молярная концентрация равна 0,2 моль/л; б) эквивалентная концентрация равна 0,2 моль/л?

2. 76. Требуется вычислить давление пара раствора, содержащего 0,2 моля сахара в 450 г воды. Давление пара чистой воды при 20⁰С равно 17,5 мм рт.ст.

3. 101. Вычислите величину осмотического давления раствора, в 1 л которого содержится 0,2 моля неэлектролита, если температура раствора 17⁰С.

4. Вычислите молярную концентрацию раствора муравьиной кислоты (рН=3, К_Д=2,1 10^-4).

5. Определить нормальность, молярность и моляльность 48% -ного раствора Н₂SO₄ (р=1,38 г/мл).

6. Медный купорос CuSO₄ 5H₂O какой массы потребуется для приготовления раствора объемом 2 л, содержащего CuSO₄ количеством вещества 0,5 моль? Какова молярная концентрация полученного раствора?

7. Давление пара воды при 20⁰С составляет 17,54 мм рт.ст. Сколько граммов сахара С₁₂Н₂₂О₁₁ следует растворить в 720 г воды для получения раствора, давление пара которого на 0,14 мм рт.ст. ниже давления пара воды?

8. Определите относительную молекулярную массу глюкозы, если осмотическое давление раствора, содержащего

9. Вычислите рН 0,01 %-ного раствора HCl (р=1 г см^-3, =1).

10. Определить нормальность, молярность и моляльность 17%-ного раствора Н₂SO₄ (р=1,12 г/см³).

11. Чему равны массы хлорида бария безводного и кристаллогидрата BaCl₂ 2H₂O, которые надо взять для приготовления раствора (p=1,072 г см^--3) объемом 1,5 л, в котором (BaCl₂)=0,08? Какой объем воды потребуется в том и другом случае?

12. При 42⁰С давление водяного пара 61,5 мм рт.ст. На сколько понизится давление пара при указанной температуре, если в 540 г воды растворить 36 г глюкозы С₆Н₁₂О_6.

13. Вычислите осмотическое давление раствора сахара С₁₂Н₂₂О₁₁, если 1 л раствора содержит 91 г растворенного вещества, а температура равна 27⁰С.

14. Вычислите рН и рОН 1 М раствора NaOH ( =72,6 %).

15. В 2 л воды растворено 49 г H₂SO₄ (р=1,12 г/см³). Определить процентную концентрацию.

16. Какие массы безводного сульфата меди и медного купороса CuSO₄ 5H₂O потребуются для приготовления раствора (ρ=1,084 г см^--3) объемом 1 л, для которого (CuSO₄)=0,08?

17. Вычислить давление пара 10%-ного водного раствора сахара С₁₂Н₂₂О₁₁при 100⁰С.

18. Раствор неэлектролита содержит 1 л 0,12 моля растворенного вещества. Вычислите осмотическое давление раствора, если температура его равна 37⁰С.

19. Какова молярная концентрация раствора соляной кислоты, если рН ее 1,6.

20. Определить нормальность, молярность и моляльность 68% раствора НNO₃ (р= 1,4 г/см³).

21. Определите эквивалентную концентрацию 8%-ного раствора гидроксида натрия (p=1,092 г см^--3).

22. Определите относительную молекулярную массу анилина, если при 30⁰С давление пара раствора, содержащего 3,09 г анилина в 370 г эфира С₄Н₁₀О равно 643,6 мм рт.ст. а давление пара чистого эфира при той же температуре равно 647,9 мм рт.ст.

23. Вычислите осмотическое давление раствора, содержащего в 1 л 0,05 моля растворенного вещества, если температура раствора равна 35⁰С.

24. Вычислите рН для 0,01 М раствора цианистоводородной кислоты, если К_Д=7,2 10^-10.

25. К 1 л 10% раствора КОН (р= 1,092 г/см³) прибавили 0,5 л 5%-ного раствора КОН (р= 1,045 г/см³). Объем смеси довели до 2 л. Вычислить молярную концентрацию полученного раствора.

26. Определите нормальную концентрацию 10%-ного раствора серной кислоты (p=1,07 г см^--3).

27. Определите моляльность раствора мочевины. Давление пара над раствором при 25⁰С равно 31 гПа. Давление пара воды при этой температуре 31,67 гПа.

28. Вычислите осмотическое давление раствора, содержащего в 1 л 3,1 г анилина С₆Н₅NН₂при 21⁰С.

29. Чему равна константа диссоциации кислоты, если рН 0,08 н. раствора кислоты равен 2,4.

30. В 250 г воды содержится 15 г NaCl. Определить молярность, нормальность и моляльность раствора (р= 1,18 г/см³).

31. Сколько миллилитров 96%-ного (по массе) раствора H₂SO₄ (p=1,84 г см^--3) нужно взять для приготовления 1 л 0,25 н раствора?

32. Определите массовую долю глюкозы в растворе, если давление пара над ним равно при той же температуре давлению пара раствора, содержащего мочевину массой 1,56 г и воду массой 90 г.

33. Вычислите осмотическое давление 4%-ного раствора сахара С₁₂Н₂₂О₁₁ при 20⁰С, если плотность раствора равна 1,014 г см^--3.

34. Какое значение имеет рН для растворов СН₃СООН и NH₄OH, если их концентрация равна 0,1 моль л^-1 и =1,3%.

35. Вычислить молярную и нормальную концентрации 20%-ного раствора хлорида кальция, плотность которого равна 1,178 г/мл.

36. Плотность 40%-ного (по массе) раствора HNO₃ равна 1,25 г см^--3. Рассчитать молярность, моляльность этого раствора.

37. При растворении 0,94 г фенола С₆Н₅ОН в 50 г спирта точка кипения повысилась на 0,232⁰. Определите относительную молекулярную массу фенола, если эбуллиоскопическая константа спирта 1,16⁰С.

38. Вычислите, при какой температуре осмотическое давление раствора, содержащего в 1 л 45 г глюкозы С₆Н₁₂О₆, достигнет 6 атм.?

39 Определите концентрацию ионов ОН^- в 0,01 М NH₄ОН. Рассчитайте рН этого раствора при 295К.

40. В 3 л воды растворено 300 г NaCl. Рассчитать молярность, нормальность и моляльность этого раствора (р= 1,071 г/см³).

41. Вычислите массовую долю HNO₃ в растворе и моляльность 8 н раствора HNO₃, плотность которого равна 1,246 г см^--3.

42. Вычислите, на сколько градусов понизится температура замерзания бензола, если в 100 г его растворить 4 г нафталина С₁₀Н₈. Криоскопическая константа бензола 5,12⁰С

43. Сколько граммов глюкозы С₆Н₁₂О₆ содержится в 200 мл раствора, осмотическое давление которого при 37⁰С составляет 8 атм.?

44. Вычислите рН раствора азотной кислоты ( = 0,0005). Плотность раствора и степень диссоциации НNO₃ считать равным единице.

45. Для нейтрализации 10 мл раствора, содержащего 5,3 г Na₂CO₃ на 1 л потребовалось 50 мл раствора HСl. Определить нормальность раствора соляной кислоты.

46. Какой объем раствора гидроксида калия с массовой долей КОН 24% (p=1,218 г см^--3) можно приготовить из 125 л раствора гидроксида калия с массовой долей КОН 0,48 (p=1,510 г см^--3)?

47. В каком количестве воды следует растворить 23 г глицерина С₃Н₈О₃, чтобы получить раствор с температурой кипения 100,104⁰С. Эбуллиоскопическая константа воды 0,512⁰С.

48. Осмотическое давление раствора, в 250 мл которого содержится 0,66 г мочевины, равно 836 мм рт.ст. при 33⁰С. Вычислите относительную молекулярную массу мочевины.

49. Какое количество гидроксида натрия растворено в 200 мл раствора NaOH, если рН этого раствора 12.

50. В 500 мл воды растворено 100 г Na₂CO₃ (р= 1,02 г/см³). Определить нормальность, молярность и моляльность полученного раствора.

51. Определите эквивалентную концентрацию, моляльность, и массовую долю Fe₂(SO₄)₃ в растворе, если плотность раствора равна 1,000 г см^--3.

52. Раствор, содержащий 5,4 г неэлектролита в 200 г воды, кипит при 100,078⁰С. Вычислить относительную молекулярную массу растворенного вещества, если эбуллиоскопическая константа воды 0,512⁰С.

53. Чему равно при 27⁰С осмотическое давление раствора, взятого объемом 1 л и содержащего этиловый спирт массой 23 г, или глюкозу С₆Н₁₂О₆ массой 36 г?

54. Какая масса НСООН содержится в 0,3 л раствора этой кислоты, имеющей рН 6,04? К_Д=1,77 10^-4.

55. Сколько граммов AgNO₃ потребуется для взаимодействия с 50 мл 0,1 н раствора NaCl?