zadat-fkh
.pdfи рассчитать массу СО, которую нужно ввести в данный объем, чтобы степень диссоциации фосгена стала равной 10 %?
1.6 При 1000 К и 1,0137·105 Па из исходной смеси, содержащей 1 моль SО2 и 0,6 моля О2 при достижении равновесия образовалось 0,22 моля SО3.
Определить Кр реакции |
|
|
|
|
|
2 SО2 + О2 |
|
2 SО3. |
|
1.7 Вычислить степень диссоциации аммиака |
||||
|
N Н3 |
|
1/2 N2 |
+ 3/2 Н2 |
при температуре 600 °С, |
давлении 101,3·105 Па, если Кр при 600 °С равна |
|||
669,7·105 Па. |
|
|
|
|
1.8 |
Парциальные давления |
СО2, Н2, |
СО и Н2О (пар) в состоянии |
|
равновесия равны 0,116; |
0,484; 0,200 и 0,200 атм, соответственно. |
|||
|
Определить: а) константу равновесия реакции |
|||
|
СО + Н2О (пар) |
|
СО2 + Н2; |
|
|
б) число моль Н2, |
находящихся в равновесии с 15 моль Н2О и 66,16 |
||
молей СО, если до реакции в системе были только исходные вещества. |
||||
1.9 |
Вычислить степень диссоциации аммиака при: |
|||
|
а) температуре 400 °С, давлении 10,13·105 Па; |
|||
|
б) температуре 400 °С, давлении 101,3·105 Па |
|||
|
и содержание аммиака в равновесной смеси (в объемных %), |
|||
если для реакции N2 + 3 Н2 |
2 NН3 при 400 °С Кр = 78,59.105 Па |
|||
1.10 |
3 А (газ) + В (газ) |
|
С (газ) |
|
Рассчитать величину Кр и Кс при 600 К и равновесном давлении 2,026·105 Па. Исходные вещества (моль) взяты в количествах, равных стехиометрическим коэффициентам, а равновесное количество вещества С равно 0,6 моль.
1.11 2 А (газ) + 1/2 В (газ) 3 С (газ)
Рассчитать величину Кр и Кс при 1000 К и равновесном давлении 1,013·105
Па. |
Исходные вещества |
(моль) |
взяты |
в количествах, |
равных |
|
стехиометрическим |
коэффициентам, а равновесное количество вещества С |
|||||
равно 0,8 моль. |
|
|
|
|
|
|
1.12 |
При 444 °С Кр = 50 для реакции |
|
|
|
||
|
Н2 + I2 |
|
2 НI |
|
|
|
|
Сколько молей |
Н2 нужно добавить к 1 |
моль НI, чтобы |
степень |
||
диссоциации НI стала равной 10 %? |
|
|
|
|||
1.13 |
При 727 К для реакций |
|
Кр = 3,417·10-5 Па -1; |
|
||
|
2 SО2 + О2 |
|
2 S О3, |
|
31
2 NО + О2 |
2 N О2 , |
Кр = 5,926·10-7 Па -1. |
Рассчитать Кр для реакции |
|
|
SО2 + N О2 |
S О3 + NО |
|
1.14 1 моль Н2 и 1 моль Sb2S3 введены в реакционный сосуд и нагреты до
713 К. Кр реакции Sb2S3 (тв.) +3 Н2 2 Sb (тв.) + 3 Н2S равна 0,429.
Определить сколько молей сурьмы образуется и сколько молей Н2 израсходуется.
1.15 Пользуясь значениями константы равновесия Кр = 50 реакции
Н2 + I2 2 НI
рассчитать сколько молей водорода надо взять на каждый моль йода, чтобы I2 при 400 °С превратился на 95 % в НI?
1.16 При изучении реакции
Н2 + I2 2 НI
при 440 °С нагревали 2,94 молей водорода и 8,10 молей йода. При этом в
состоянии равновесия |
при давлении 1,013·105 Па было получено 5,64 молей |
йодистого водорода. Определить Кр. |
|
1.17 При изучении реакции |
|
Н2 + I2 |
2 Н I |
при 440 °С нагревали 5,20 молей водорода и 7,94 молей йода. При этом в
состоянии равновесия |
при давлении 1,013·105 Па было получено 9,40 молей |
йодистого водорода. Определить Кр. |
|
1.18 При изучении реакции |
|
Н2 + I2 |
2 Н I |
при 440 °С нагревали 14,44 молей водорода и 8,12 молей йода. При этом в состоянии равновесия при давлении 1,013·105 Па было получено 14,93 молей йодистого водорода. Определить Кр.
1.19 При получении водорода взаимодействием оксида углерода с водяным паром СО + Н2О (пар) СО2 + Н2 при 1000 К Кр = 1,37. Вычислить равновесное количество водорода, если
исходная смесь содержит 0,4 молей оксида углерода и 0,6 молей паров воды.
1.20 Вычислить равновесный выход СО для реакции С(кокс) + СО2 2 СО
при 800 °С и давлении 1,013·105 Па, если Кр = 6,683·105 Па.
1.21 Под давлением 1,013·105 Па при 1000 К для реакции
С(графит) + СО2 2 СО
Кр = 1,866·105 Па. Определить состав газовой фазы в состоянии равновесия.
32
1.22 Из смеси водорода и азота, взятых в стехиометрическом соотношении, заключенной в сосуд вместимостью 0,001 м3 при 400 °С, образуется в равновесной смеси 1 мол.% NН3. Вычислить константу равновесия Кс и Кр реакции
3 Н2 |
+ N2 |
2 NН3. |
2.1 Для реакции |
Задача 2 |
|
|
||
Н2 |
+ I2 |
2 НI |
при 300°С Кр = 80. Вычислить при этой температуре стандартное изменение
энергии Гиббса, |
если |
парциальное давление каждого из газов равно |
|
1,013·105 Па. |
|
|
|
2.2 Для реакции |
|
|
|
2 SО2 + О2 |
2 SО3 |
|
|
при 727 °С Кр |
= 3,417·105 (Н/м2)-1. Определить направление процесса при |
||
следующих значениях исходных парциальных давлений компонентов: |
|||
Р(SО3) = 7,32·105 Па; |
Р(О2) = 2,03·104 Па; |
Р(SО2) = 7,8·103 Па |
|
2.3 Для реакции |
|
|
|
СО + Н2О (пар) |
СО2 + Н2 |
|
при 970 К и Р = 1,0133·105 Па Кр = 1. Определить направление процесса,
если исходная реакционная смесь имеет следующий состав (в молярных %): 45 % СО, 15 % Н2О (пар), 25 % СО2, 15 % Н2.
2.4 При температуре 1000 |
К и общем давлении 1,013·105 Па взаимодействие |
оксида углерода и FеО приводит к равновесию |
|
FеО + СО |
Fе + СО2 |
когда парциальное давление оксида углерода равно 265 мм рт. ст. Определить, в каком направлении пойдет реакция при следующих парциальных давлениях компонентов: Р (СО) = 2,026·105 Па;
Р(СО2) = 4,052·105 Па
2.5 Возможен ли термодинамический процесс получения анилина при 25 оС по уравнению
С6Н6 (ж) + NН3(г) |
С6Н5NН2(ж) + Н2(г), |
|
если ∆G°(С6Н6, ж) = 124,6 кДж/моль; |
||
|
∆G°(NН3,г) |
= - 16,33 кДж/моль; |
|
∆G°(С6Н5NН2,ж) = 153,1 кДж/моль. |
|
2.6 Для реакции |
|
|
Н2О |
Н2 |
+ 1/2 О2 |
|
|
33 |
при 1500 °С и 1,013·105 Па степень диссоциации воды равна 2,212·10-4. Определить, в каком направлении пойдет процесс при следующих значениях исходных парциальных давлений компонентов: Р(НО2) = 1,013·105 Па,
Р(Н2) = 2,026·102 Па, Р(О2) = 1,28·10 Па.
2.7 При 360 °С и 1,0113·105 Н/м2 для реакции
2 НI |
Н2 + I2 |
α = 20 %. Определить направление процесса, если исходные давления равны: Р(НI) = 3,039·104 Па, Р (Н2) = 3,039·104 Па, Р(I2) = 5,07·104 Па.
2.8 Возможен ли при 298 К термодинамический процесс
С6Н6 ( ж) + Сl2 (г) С6Н5Сl (ж) + НСl (г),
если ∆G° (С6Н5Сl)(ж) = 198,4 кДж/моль;
∆G° (НСl)(г) = - 95,28 кДж/моль; ∆G° (С6Н6) ( ж) = 124,6 кДж/моль.
2.9 Для реакции |
Sb2S3(тв) + 3 Н2 |
2 Sb (тв) + 3 Н2S |
|
при 713 К |
К = 0,429. Определить, в каком направлении будет протекать |
||
реакция при |
следующих исходных парциальных давлениях компонентов: |
Р(Н2) = 0,709·105 Па; Р (Н2S) = 0,507·105 Па.
2.10Для реакции
2 SО2 + О2 2 SО3
при 727 °С Кр = 3,417·105 (Н/м2)-1; Робщ = 1 атм.
Определить направление процесса при следующих количествах исходных компонентов: n(SО3) = 5 моль; n(О2) = 3 моль; n( SО2) = 7 моль.
Изменится ли направление, если добавить 5 моль инертного газа?
2.11 Для реакции |
|
СО + Н2О |
СО2 + Н2 |
при 1500 К К = 0,31. Определить, в каком направлении пойдет процесс при следующих объемах исходных компонентов:
V (СО) = 2 м3; |
V (Н2О(газ)) = 6 м3; |
V (СО2) = 4 м3; |
V (Н2 ) = 3 м3. |
2.12 Степень диссоциации фосгена |
|
СОСl2 |
СО + Сl2 |
при 600 °С и 1,38·105 Па равна 0,9. Определить, в каком направлении будет протекать процесс при следующих значениях исходных парциальных
давлений компонентов: Р(СОСl2) = 1,013·105 Па, |
Р(СО) = 1,013·105 Па, |
Р(Сl2) = 1,013·105 Па. |
|
2.13 Константа равновесия реакции |
|
34
СОСl2 СО + Сl2
при 600 °С Кр = 1,678·10-6 Па-1. Вычислить максимальную работу образования |
|
1 моль СОСl2 при этой температуре и исходных парциальных давлениях |
|
Р (СОСl2) = 0,507·105 Па, |
Р(СО) = 2,026·105 Па, Р(Сl2) = 3,039·105 Па. |
2.14 Степень диссоциации фосгена |
|
СОСl2 |
СО + Сl2 |
при 600 °С и 1,38·105 Па равна 0,9; Робщ = 2 атм. Определить, в каком направлении будет протекать процесс при следующих количествах исходных
компонентов: n(СОСl2) = 1 моль; |
n(СО) = 20 моль; n(Сl2) = 30 моль. |
2.15 При 727 °С для реакции |
|
SО2 + N О2 |
S О3 + NО |
Кр = 7,6. Определить, в каком направлении будет протекать процесс при следующих значениях исходных парциальных давлений компонентов:
Р(SО2) = 1,013·105 Па, Р(N О2) = 6,078·105 Па, Р(SО3) = 2,026·105 Па, Р(NО) = 3,039·105 Па.
2.16 Степень диссоциации фосгена СОСl2 СО + Сl2
при 600 °С и 1,38·105 Па равна 0,9. Определить, в каком направлении будет протекать процесс при следующих значениях исходных парциальных
давлений компонентов: |
Р(СОСl2) = 1,048·105 Па, Р(СО) = 3,039·105 Па, |
Р(Сl2) = 3,039·105 Па. |
|
2.17 При 727 °С для реакции |
|
SО2 + N О2 |
S О3 + NО |
К = 7,6. Определить, в каком направлении будет протекать процесс при
следующих значениях |
исходных |
парциальных |
давлений компонентов: |
|
Р(SО2) |
= 0,399·105 Па, |
Р(NО2 ) |
= 1,013·105 Па, |
Р(SО3) = 1,52·105 Па, |
Р(NО) |
= 2,026·105 Па. |
|
|
|
2.18 При 727 °С для реакции |
|
|
||
|
SО2 + N О2 |
S О3 + NО |
|
К = 7,6. Определить, в каком направлении будет протекать процесс при следующих количествах исходных компонентов:n(SО2) = 2 моль;
n(NО2 ) = 3 моль; n(S О3 ) = 10 моль; |
n(NО) = 6 моль. |
|
2.19 Для реакции |
|
|
4НСl(г) + О2 |
2Н2О(г) + 2Сl2 |
|
при 900 К и Кр=0,923·10-5 |
Па-1 . Определить, в каком направлении будет |
протекать реакция при следующих значениях исходных парциальных давлений компонентов: Р(НСl) = 1,013·105 Па, Р(О2) = 1,013·105 Па,
35
Р(Н2О) = 1,013·105 Па, Р(Сl2) = 1,013·105 Па. Изменится ли направление процесса, если смесь разбавить в 2 раза инертным газом?
2.20 Для реакции
4НСl(г) + О2 2Н2О(г) + 2Сl2
при 900 К и Кр = 0,923·10-5 Па-1 . Определить, в каком направлении будет протекать реакция при следующих количествах исходных компонентов:n(НСl) = 1 моль, n(О2) = 10 моль, n(Н2О) = 2 моль, n(Сl2) = 1,5 моль. Общее давление 20 атм.
2.21 Для реакции |
|
4НСl(г) + О2 |
2Н2О(г) + 2Сl2 |
при 900 К и Кр = |
0,923·10-5 Па-1; Робщ = 1,5 атм. Определить, в каком |
направлении будет протекать реакция при следующих количествах исходных
компонентов: n ( НСl ) = 1 моль, |
n(О2) = 10 моль, n(Н2О) = 1,5 моль, |
|
n (Сl2) = 1,5 моль, |
n (N2) = 5 моль. |
|
2.22 Для реакции |
|
|
РСl3 + Сl2 |
|
РСl5 |
при 500 К и Кр = 2,962·10-5 Па-1. Будет ли происходить образование РСl5 в |
||
газовой смеси, содержащей РСl3, |
Сl2 и РСl5, если парциальные давления |
|
реагирующих веществ имеют следующие значения: Р(РСl3) = 1,013·104 Па, |
||
Р(РСl5) = 5,07·104 Па, |
Р (Сl2) = 2,026·105 Па. |
|
3.1 Для реакции |
Задача 3 |
|
|
|
|
2 СuCl(тв.) + H2 |
2 Cu + 2 HCl (газ) |
определить Кр при стандартных условиях. Найти количество прореагировавшего СuCl(тв.), взятого в избытке, если исходный объем системы равен 4.103 м3, а исходное давление Н2 равно 5.104 Па.
3.2 Для реакции
С2Н4 2 С(тв.) + 2Н2
определить Кр при стандартных условиях. Найти количество образовавшегося С(тв.), если объем системы равен 9.102 м3, а исходное давление С2Н4 равно 68,4.104 Па.
3.3 Для реакции
С3Н4 3 С (тв.) + 2 Н2
вычислить Кр и Кс при 298 К. Определить количество образовавшегося углерода, если исходный объем системы 700 м3, а исходное давление С3Н4 равно 680 Н/м2.
3.4 Для реакции
С(тв.) + 2Н2 СН4
36
определить Кр при стандартных условиях. Найти количество прореагировавшего твердого С, взятого в избытке, если исходный объем системы равен 8.103 м3, а исходное давление газа Н2 равно 6.104 Па. Как влияет давление на равновесный выход продуктов?
3.5 Для реакции |
|
|
Pb(тв.) + 2 HCl |
PbCl2(тв.) + H2 |
|
определить Кр при стандартных |
условиях. Найти количество |
|
прореагировавшего Pb(тв), |
взятого в избытке, если исходный объем системы |
|
равен 2.103 м3, а исходное давление НCl |
равно 3.104 Па. |
3.6Для реакции
С(тв.) |
+ 2 Н2 |
СН4 |
|
вычислить |
Кр при |
стандартных условиях. |
Определить количество |
прореагировавшего твердого С, взятого в избытке, если исходный объем системы 3.103 м3, а исходное давление Н2 равно 6.104 Па.
3.7Для реакции
С(тв) + 2Н2 СН4 вычислить Кр при стандартных условиях. Определить количество
прореагировавшего твердого С, взятого в избытке, если исходный объем системы равен 104 м3, а исходное давление Н2 равно 7.104 Па.
3.8Для реакции
Pb(тв.) + H2S PbS(тв) + H2
найти Кр при стандартных условиях. Определить какое количество Pb (тв),
взятого |
в избытке, прореагирует, если исходный объем системы равен |
|
5000 м3, а исходное давление Н2S равно 1000 Па. |
||
3.9 Для реакции |
|
|
Sn(тв) |
+ H2S |
SnS(тв) + H2 |
найти Кр при стандартных условиях. Определить какое количество Sn(тв),
взятого в избытке, |
прореагирует, если |
исходный объем системы равен |
|
5000 м3, а исходное давление Н2S равно 1000 |
Па. |
||
3.10 Для реакции |
|
|
|
Sn(тв) + 2H2O(газ ) |
SnO2(тв) |
+ |
2H2 |
определить Кр при стандартных условиях. Найти количество прореагировавшего Sn(тв), взятого в избытке, если исходный объем системы равен 3000 м3, а исходное давление Н2О (газ) равно 5000 Па.
3.11Для реакции
2 С(тв) + О2 |
2 СО |
37
определить Кр при стандартных условиях. Найти количество прореагировавшего С(тв), взятого в избытке, если исходный объем системы равен 2.103 м3, а исходное давление О2 равно 1000 Па.
3.12Для реакции
Рb(тв.) + 2 НСl РbСl2(тв.) + Н2
найти Кр при стандартных условиях. Определить, какое количество Рb(тв.),
взятого |
в избытке, прореагирует, если исходный объем системы равен |
|
11000 м3, а исходное давление НСl равно 2.104 Па. |
||
3.13 Для реакции |
|
|
|
С(тв.) + 2 Н2 |
СН4 |
найти |
Кс при Т = 600 |
К. Определить, какое количество С(тв.), взятого в |
избытке, прореагирует, если исходный объем системы 8000 м3, а исходное |
||
давление Н2 равно 6.104 |
Па, если Кр = 104,7. |
|
3.14 Для реакции |
|
|
|
С2Н2 |
С(тв.) + Н2 |
найти Кр и при стандартных условиях. Определить, какое количество С(тв.), образуется в результате реакции, если исходный объем системы равен 700 м3,
а исходное давление С2Н2 |
равно 68 Па. |
3.15 Для реакции |
|
2 Cu(тв.) + 2 HCl (газ) |
2 СuCl(тв.) + H2 |
определить Кр при стандартных условиях. Найти количество прореагировавшего Сu(тв.), взятого в избытке, если исходный объем системы равен 2000 м3, а исходное давление НCl равно 3.104 Па.
3.16 Для реакции
С(тв.) + О2 СО2
определить Кр при стандартных условиях. Найти количество прореагировавшего С(тв.), взятого в избытке, если исходный объем системы равен 100 м3, а исходное давление Н2 равно 7000 Па.
3.17 Для реакции
Pb(тв.) + 2 HCl PbCl2(тв.) + H2
определить Кр при стандартных условиях. Найти количество прореагировавшего Pb(тв), взятого в избытке, если исходный объем системы равен 4000 м3, а исходное давление НCl равно 60000 Па.
3.18 Для реакции |
|
Pb(тв.) + H2S |
PbS(тв) + H2 |
найти Кр при стандартных условиях. Определить какое количество Pb (тв),
взятого |
в избытке, прореагирует, если исходный объем системы равен |
104 м3, |
а исходное давление Н2S равно 2.103 Па. |
38
3.19 Для реакции |
|
Sn(тв) + H2S |
SnS(тв) + H2 |
найти Кр при стандартных условиях. Определить какое количество Sn(тв),
взятого в избытке, |
прореагирует, если исходный объем системы равен |
|
104 м3, а исходное давление Н2S равно 2.103 |
Па. |
|
3.20 Для реакции |
|
|
Sn(тв) + 2H2O (газ) |
SnO2(тв) |
+ 2H2 |
определить Кр при стандартных условиях. Найти количество прореагировавшего Sn(тв), взятого в избытке, если исходный объем системы равен 5000 м3, а исходное давление Н2О (газ) равно 9000 Па.
3.21 Для реакции |
|
2 С(тв) + О2 |
2 СО |
определить Кр при стандартных условиях. Найти количество прореагировавшего С(тв), взятого в избытке, если исходный объем системы равен 4000 м3, а исходное давление О2 равно 2000 Па.
3.22 Для реакции |
|
Pb(тв.) + H2S |
PbS(тв) + H2 |
найти Кр при стандартных условиях. Определить какое количество Pb (тв), взятого в избытке, прореагирует, если исходный объем системы равен 3000 м3, а исходное давление Н2S равно 900 Па.
Задача 4 4.1 Определить Кр и тепловой эффект при 400 К реакции
С6Н11СН3 + С6Н6 |
С6Н5СН3 + С6Н12, |
|
если для реакций |
|
|
С6Н6 + 3 Н2 |
С6Н12 |
(1), |
С6Н5СН3 +3 Н2 |
С6Н11СН3 |
(2) |
известны значения констант равновесия как функции температуры:
lg Кр,1 = |
9590 / Т - 9,9194 lg Т + 0,002285.Т + 8,566; |
|
lg Кр,2 = |
10970 / Т - 20,387. |
|
4.2 Зависимость Кр от температуры для реакции |
||
С2Н4(г) + Н2 |
С2Н6(г) |
|
выражается уравнением: |
|
lg Кр = 6366 / Т - 2,961 lg Т + 7,67.10-4 + 5,2.
Определить Кр при 1000 К, а также изменение энтальпии при этой температуре.
4.3 Для реакции |
|
N2О4 |
2 NО2 |
при Т1 = 273,15 К |
Кр1 = 1,54.10-2 атм, |
|
39 |
при Т2 = 291,45 К Кр2 = 7,94.10-2 атм, а при Т3 = 325,15 К Кр3 = 1,0 атм.
Постройте график зависимости lg Кр от 1/Т и найдите по графику
температуру, при которой |
степень диссоциации N2О4 равна 50 % при |
Р = 1 атм. |
|
4.4 Тепловой эффект реакции |
|
РСl5 |
РСl3 + Сl2 |
в температурном интервале от 475 до 575 К равен 1546,0 Дж. Степень
диссоциации РСl5 |
при температуре 475 К и |
давлении 1,013.105 Па равна |
||
0,428. Определить степень диссоциации РСl5 |
при температуре 575 К и |
|||
давлении 2,026.105 Па. |
|
|
||
4.5 |
Рассчитать Кр при 600 К для реакции |
|
||
|
2 Н2 + СО |
|
СН3ОН(г) , |
|
|
если для реакции |
|
|
|
|
СН3ОН(г) + СО |
СН3COОН(г) |
|
|
|
при 298 К Кр1 = 2,778.10-9 Па-1 , |
|
||
|
а для реакции |
|
|
|
|
2 Н2 + СН3COОН(г) |
2 СН3ОН(г) |
|
|
|
при 298 К Кр2 = 6,5.10-6 Па-1 . |
|
||
4.6 |
Железо и водяной пар реагируют при температуре 1025 °С и давлении |
|||
1,013.105 Па по уравнению |
|
|
||
|
Fe + Н2О(г) |
FeО + Н2. |
|
|
|
При установлении равновесия парциальные давления газов равны: |
|||
|
Р(Н2О(г)) = 333 мм рт.ст., |
Р(Н2) = 427 мм рт.ст.; |
||
|
а при температуре 900 °С |
|
|
|
|
Р(Н2О(г)) = 310 мм рт.ст., |
Р(Н2) = 450 мм рт.ст. |
||
|
Рассчитать |
средний тепловой эффект |
реакции в этом интервале |
температур.
4.7Упругость диссоциации СаСО3 при 1150 К равна 0,66 атм, теплота диссоциации ∆Н = 40000 кал/моль. Определить температуру, при которой упругость диссоциации СаСО3 равна 1 атм.
4.8Для реакции
СrСl2 (тв) + Н2(г) Сr(тв) + 2 НСl(г)
при 677 °С Кр = 6,702 Па, а при 772 °С Кр =56,07 Па. Определить константу равновесия при 806 °С.
4.9 Давление диссоциации СаСО3 при 1150 К равно 0,669.105 Па, теплота диссоциации ∆Н = 167360 Дж/моль. Определить температуру, при которой давление диссоциации СаСО3 равно 1,013.105 Па.
40