- •Одеська нацональна академія харчових технолоґій
- •Тема 1. “Основні поняття і закони хімії”
- •Тема 2. Будова атома та періодичний закон
- •Тема 3. “хімічний зв’язок і будова молекул”
- •Тема 4: енергетика хімічних процесів
- •Завдання 4.3
- •Завдання 4.5
- •Завдання 4.6
- •Тема 5. “хімічна кінетика та хімічна. Рівновага. Каталіз”
- •Тема 6. “загальні властивості розчинів. Способи виразу концентрацій”.
- •Завдання 6.19
- •Завдання 6.21
- •1. При охолодженні 800 г розчину з масовою часткою солі 40 % в осад випало 50 г солі. Визначте масову частку солі в одержаному розчині.
- •Тема 7. “електролітична дисоціація. Водневий показник. Іонно-молекулярні реакції. Гідроліз солей”
- •Тема 8. “комплексні сполуки”
- •Темa 9. “окисно-відновні реакції”
- •Темa 10. “електрохімічні процеси”
- •Додатки
Тема 5. “хімічна кінетика та хімічна. Рівновага. Каталіз”
Завдання 5.1
1. Наведіть математичний вираз для обчислення швидкості реакції у гомогенних і гетерогенних системах.
Напишіть математичний вираз швидкості прямої та зворотної реакцій згідно законові діючих мас у наступних системах: а) CO2(г) + C(граф.) = 2CO(г);
б) N2(г) + 3H2(г) = 2NH3(г); в) 3Fe(к) + 4H2О(г) = Fe3O4(к) + 4H2(г).
3. Як зміниться швидкість реакції: 2NO(г) + Cl2(г) = 2NOCl(г) при збільшенні концентрації NO у три рази?
4. Обчисліть, у скільки разів зросте швидкість реакції при збільшенні температури у системі на 30оС, якщо температурний коефіцієнт реакції дорівнює 2.
Завдання 5.2
1. Перелічить чинники, що впливають на швидкість реакції:
а) у гомогенній системі; б) у гетерогенній системі.
Як зміниться швидкість реакції при збільшенні тиску в системі у три рази:
CO(г) + Cl2(г) = COCl2(г)?
3. Не здійснюючи обчислень, поясніть, у якому напрямку зсунеться рівновага у системах: 1) 2CO(г) + O2(г) ↔ 2CO2(г), ∆Н = –566 кДж; 2) N2(г) + O2(г) ↔ 2NO(г), ∆Н = 180 кДж; а) при пониженні температури; б) при підвищенні тиску.
4. Напишіть вираз константи рівноваги для поданих систем: а) 4HCl(г) + O2(г) ↔ ↔2H2O(г) + 2Cl2(г); б) C(граф.) + СO2(г) ↔ 2CO(г); в) 2NО(г) + O2(г) ↔ 2NO2(г).
У якому напрямку зсунеться рівновага у кожній системі при зменшенні тиску?
Завдання 5.3
1. Закон дії мас, його математичний вираз. Приклади.
У скільки разів зменшиться швидкість реакції, якщо температурний коефіцієнт дорівнює 2, а температура у системі понизилась на 40оС?
Реакція йде за рівнянням: N2(г) + 3H2(г) ↔ 2NH3(г). Рівноважні концентрації реагуючих речовин [N2] = 0,8 моль/л, [H2] = 1,5 моль/л, [NH3] = 0,1 моль/л. Обчисліть змінені концентрації водню та аміаку, якщо [N2] = 0,5 моль/л.
Як вплине на рівновагу систем: 1) 2Н2(г) + О2(г) ↔ 2Н2О(г); ∆Н = – 482 кДж;
2) СаСО3(к) ↔ СаО(к) + СО2(г); ∆Н = 179 кДж; а) підвищення температури;
б) зменшення тиску?
Завдання 5.4
1. Поясніть вплив температури на швидкість хімічної реакції. Правило Вант-Гофа.
2. У скільки разів зросте швидкість прямої та зворотної реакцій у системі:
2SO2(г) + O2(г) = 2SO3(г), якщо об’єм газової суміші зменшити у 3 рази?
Обчисліть константу рівноваги реакції, що перебігає за рівнянням:
А + 2В ↔ С, якщо рівноважні концентрації дорівнюють: [A] = 0,1, [В] = 0,2, [С] = =0,36 моль/л. Чóму дорівнюють вихідні концентрації речовин А та В?
4. У якому напрямку зсунеться рівновага у системі: 3Fe(к) + 4H2О(г) ↔ Fe3O4(к) + +4H2(г), ∆Н > 0, при а) зменшенні температури; б) збільшенні тиску; в) змен-шенні концентрації води; г) збільшенні концентрації водню? Напишіть вираз константи рівноваги цієї реакції.
Завдання 5.5
1. Зсув хімічної рівноваги. Принцип Ле-Шательє.
2. У скільки разів зросте швидкість реакції синтезу аміаку, якщо концентрацію водню збільшити у 5 разів?
3. Обчисліть, у скільки разів зменшиться швидкість реакції, що перебігає у газовій фазі, якщо понизити температуру від 120 оС до 80 оС. Температурний коефіцієнт дорівнює 3.
4. При деякій температурі рівноважна концентрація COCl2 у системі: CO(г) + +Cl2(г)↔ COCl2(г) дорівнює 1,6 моль/л. Обчисліть константу рівноваги цієї реакції, якщо вихідні концентрації CO та Cl2 склали відповідно 2 моль/л і 1,8 моль/л.
Завдання 5.6
1. Поняття про гомогенний та гетерогенний каталіз. Навести приклади.
2. Реакція перебігає за температури 50 оС за 3 хв 20 с. Температурний коефіцієнт швидкості реакції дорівнює 3. За який час закінчиться ця реакція при 90оС?
3. У якому напрямку зсунеться рівновага у системі: 2Н2(г) + О2(г) ↔ 2Н2О(г), ∆Н= =– 482 кДж; а) при зменшенні температури; б) збільшенні об’єму системи; в) збільшенні концентрації водню?
4. За деякої температури рівновага у системі: 2NO2(г) ↔ 2NО(г) + O2(г) встановилась за наступних концентрацій: [NO2] = 0,06 моль/л; [NО] = 0,24 моль/л, [O2] = =0,12 моль/л. Знайдіть константу рівноваги цієї реакції та вихідну [NO2].
Завдання 5.7
1. Як зміниться швидкість реакції: 2А + В = А2В, якщо концентрацію речовини А збільшити у 2 рази, а концентрацію речовини В зменшити у 3 рази?
2. У скільки разів зменшиться швидкість реакції, що перебігає у газовій фазі, при зміні температури від 93оС до 63оС, якщо температурний коефіцієнт дорівнює 2?
3. Реакція йде за рівнянням: H2(г) + I2(г) = 2HI(г). Константа швидкості цієї реакції за деякої температури дорівнює 0,16. Вихідні концентрації реагуючих речовин: [H2] = 0,04 моль/л, [I2] = 0,05 моль/л. Обчисліть початкову швидкість реакції та швидкість, коли [H2] досягне 0,02 моль/л.
4. У якому напрямку зсунеться рівновага у системі: 2СО(г) + О2(г) ↔ 2СО2(г), ∆Н = =– 566 кДж: а) при зменшенні температури; б) при збільшенні об’єму системи; в) при збільшенні концентрації кисню?
Завдання 5.8
1. Сформулюйте закон дії мас, напишіть вирази для швидкості прямої та зворотної реакцій: а) 4NH3(г) + 5O2(г) ↔ 4NO(г) + 6H2O(г); б) 2SO2(г) + O2(г) ↔ 2SO3(г).
2. Зазначте, якими змінами концентрацій реагуючих речовин можна зсунути рівновагу вправо у системі СО2(г) + С(к) ↔ 2СО(г). Напишіть вираз для константи рівноваги реакції.
3. Обчисліть константу рівноваги для гомогенної системи СО(г)+Н2О(г) ↔ СО2(г) + + Н2(г), якщо рівноважні концентрації реагуючих речовин: [CO] = 0,004 ; [CO2] = =[Н2] = 0,016 ; [Н2O] = 0,064 моль/л. Чóму дорівнюють вихідні концентрації Н2О та СО?
4. Як зміниться швидкість реакції при підвищенні температури у системі на 60оС. Температурний коефіцієнт дорівнює 2.
Завдання 5.9
1. Пояснить фізичний сенс константи швидкості реакції. Від яких чинників залежить константа швидкості? Знайдіть значення константи швидкості реакції H2 + Сl2 = =2HСl, якщо при концентраціях H2 й Сl2, які відповідно дорівнюють 0,5 і 0,1 моль/л, швидкість реакції дорівнює 0,005 моль/(л · хв).
Реакція перебігає за рівнянням N2(г) + 3H2(г) = 2NH3(г). Як зміниться швидкість реакції, якщо концентрацію N2 збільшити втричі, а концентрацію водню вдвічі?
Швидкість реакції зросла у 16 разів при підвищенні температури на 40оС. Чóму дорівнює температурний коефіцієнт реакції?
Вихідні концентрації [NO] и [Cl2] у гомогенній системі: 2NO + Cl2 ↔ 2NOCl становлять відповідно 0,5 і 0,2 моль/л. Обчисліть константу рівноваги, якщо на момент настання рівноваги прореагувало 20 % NO.
Завдання 5.10
1. Як впливає зміна температури на швидкість реакції? Що показує температурний коефіцієнт швидкості реакції? Правило Вант-Гофа.
При деякій температурі рівноважні концентрації у системі: 2SO2(г) + O2(г) ↔ 2SO3(г) склали [SO2] = 0,1; [O2] = 0,16; [SO3] = 0,08 моль/л. Обчисліть константу рівноваги та вихідні концентрації SO2 та O2.
Напишіть вирази швидкості для наступних реакцій згідно законові дії мас:
а) SO3(г) + CaO(к) = CaSO4(к); б) C(к) + H2O(г) = CO(г) + H2(г).
Як вплине на стан хімічної рівноваги наступних реакцій:
N2O4(г) ↔ 2NO2(г); ∆Н = 56,6 кДж; 2) CO(г) + 2H2(г) ↔ CH3OH(р);
∆Н = – 193,3 кДж; 3) 2HBr(г) ↔ H2(г) + Br2(г); ∆Н = 72,5 кДж:
а) підвищення температури; б) зменшення тиску:
Завдання 5.11
1. Що таке енергія активації та активні молекули?
Як зміниться швидкість утворення NO2(г) у підсумку реакції: 2NO(г) + O2(г) = =2NO2(г), якщо об’єм реакційного середовища зменшити у три рази?
У скільки разів зросте швидкість реакції при збільшенні температури від 10оС до 40оС, якщо температурний коефіцієнт дорівнює 3?
4. Константа рівноваги гомогенної системи: N2(г) + 3H2(г) ↔ 2NH3(г) за деякої температури дорівнює 1,0. Рівноважні концентрації водню та аміаку відповідно дорівнюють 0,1 й 0,08 моль/л. Обчисліть рівноважну та вихідну концентрації азоту.
Завдання 5.12
1. При підвищенні температури на 30оС швидкість реакції зросла у 27 разів. Чóму дорівнює температурний коефіцієнт?
Ендотермічна реакція розкладу пентахлориду фосфору перебігає за рівнянням: PCl5(г) ↔ PCl3(г) + Cl2(г). Що потрібно змінити, щоб зсунути рівновагу в бік розкладу пентахлориду фосфору?
Рівновага гомогенної системи 4HCl(г) + O2(г) ↔ 2H2O(г) + 2Cl2(г) установилась при наступних концентраціях реагуючих речовин: [HCl] = 0,2; [H2О] = 0,14; [Cl2]= 0,14; [О2] = 0,32 моль/л. Обчисліть константу рівноваги та вихідні концентрації хлороводню та кисню.
4. Реакція перебігає за рівнянням 2С(к) + О2(г) = 2СО(г). Як зміниться швидкість прямої та зворотної реакцій при збільшенні об’єму системи вдвічі?
Завдання 5.13
1. Як зміниться швидкість реакції, що перебігає у газовій фазі, при підвищенні температури на 60оС, якщо температурний коефіцієнт дорівнює 3?
Константа рівноваги гомогенної системи N2(г) + О2(г) ↔ 2NО(г) при деякій температурі дорівнює 0,4. Рівноважні концентрації азоту та кисню відповідно дорівнюють 0,1 и 0,2 моль/л. Обчисліть рівноважну та вихідну концентрацію азоту.
Реакція перебігає за рівнянням 2Al(к) + 3Cl2(г) = 2AlCl3(г). Напишіть вирази для швидкості прямої та зворотної реакцій згідно законові діючих мас. Як зміниться швидкість прямої реакції при збільшенні концентрації хлору втричі?
Як вплине на рівновагу в системах: 1) 2H2S(г) + O2(г) ↔ S(т) + H2O(г); ∆Н = =483,5 кДж; 2) 2CO(г) ↔ CO2(г) + C(т); ∆Н = – 172,5 кДж; 3) 2H2O2(р) ↔ ↔H2O(р) + O2(г); ∆Н = 169,5 кДж; а) пониження to; б) підвищення p?
Завдання 5.14
1. Які хімічні реакції називаються оборотними, а які – необоротними? Приклади.
Хлорування стибію перебігає за рівнянням: 2Sb(т) + 3Cl2(г) = 2SbCl3(г). Як зміниться швидкість прямої та зворотної реакцій, якщо об’єм реакційної системи зменшити у чотири рази?
Обчислити, у скільки разів збільшиться швидкість реакції, що перебігає у газовій фазі, при підвищенні температури від 30оС до 70оС, якщо γ = 2.
У якому напрямку зсунеться рівновага реакції: 2N2(г) + O2(г) ↔ 2N2O(г); ∆Н = =163,1 кДж при: а) підвищенні температури; б) збільшенні тиску; в) зменшенні концентрації N2O; г) збільшенні концентрації кисню?
Завдання 5.15
1. Який стан системи називається станом хімічної (динамічної) рівноваги? Наведіть приклади рівноважних систем.
Як зміниться швидкість реакції, що перебігає у газовій фазі, якщо понизити температуру від 120оС до 80оС? Температурний коефіцієнт дорівнює 2.
Напишіть вираз для константи рівноваги гетерогенної системи: СО2(г) + С(к) = =2СО(г). Як зміниться швидкість прямої реакції, якщо концентрацію СО2 зменшити у чотири рази? Як слід змінити тиск, щоб підвищити вихід СО?
При деякій температурі рівновага гомогенної системи 2NO + O2 ↔ 2NO2 установилась за наступних концентрацій реагуючих речовин: [NO] = 0,2; [O2] = 0,1; [NO2] = 0,1 моль/л. Обчисліть константу рівноваги та вихідні [NO] та [O2].
Завдання 5.16
1. Пояснить, чому швидкість реакції різко зростає при підвищенні температури. Правило Вант-Гофа.
Як зміниться швидкість прямої та зворотної реакцій (CuOH)2SO4(р) + H2SO4(р) = = 2CuSO4(р) + 2H2O(р), якщо розвести реагуючу суміш втричі?
Реакція синтезу аміаку перебігає за рівнянням: N2(г) + 3H2(г) ↔ 2NH3(г); ∆Н = – –93,2 кДж. Як слід змінити температуру, тиск, концентрації водню та аміаку, щоб збільшити вихід аміаку?
Константа рівноваги гомогенної системи 2Н2(г) + О2(г) ↔ 2Н2О(г) при деякій температурі = 0,1. Рівноважні концентрації води та кисню відповідно дорівнюють 0,2 і 0,16 моль/л. Обчисліть рівноважну та вихідну концентрації водню.
Завдання 5.17
1. Яку систему називають гомогенною? Які чинники впливають на швидкість реакції у гомогенній системі? Наведіть приклади.
Як зміниться швидкість реакції Fe3O4(к) + 4CO(г) = 3Fe(к) + 4CO2(г) при збільшенні концентрації СО вдвічі? Чи впливає зміна тиску на швидкість прямої та зворотної реакцій?
У який бік зсунеться рівновага реакції 2SO2(г) + O2(г) ↔ 2SО3(г); при: а) збільшенні температури; б) зменшенні тиску; в) збільшенні концентрації SO2; г) зменшенні концентрації SO3? Реакція перебігає зі зменшенням ентальпії.
Константа рівноваги гомогенної системи Н2(г) + Cl2(г) ↔ 2HCl(г) за деякої температури дорівнює 0,8. Рівноважні концентрації водню та хлороводню відповідно становлять 0,2 і 0,4 моль/л. Обчисліть рівноважну та вихідну концентрації Cl2.
Завдання 5.18
1. Яку систему називають гетерогенною? Які чинники впливають на швидкість реакції у гетерогенній системі? Наведіть приклади.
У скільки разів необхідно збільшити концентрацію СО у системі: 2СО(г)=СО2(г)+С(граф.), щоб швидкість реакції зросла у чотири рази?
На скільки градусів підвищилась температура у системі, якщо швидкість реакції зросла у 16 разів? Температурний коефіцієнт γ = 2.
Обчисліть константу рівноваги реакції, що перебігає за рівнянням: А + 2В ↔ С, якщо рівноважні концентрації дорівнюють: [A]=0,1 моль/л, [В]=0,2 моль/л, [С]= =0,36 моль/л. Чόму дорівнюють вихідні концентрації А та В?
Завдання 5.19
1. Напишіть математичний вираз константи рівноваги гетерогенної системи С(граф.)+H2O(г) ↔ CO(г) + H2(г). Як слід змінити концентрації реагуючих речовин і тиск, щоб зсунути рівновагу в бік утворення води?
Як зміниться швидкість реакції утворення води, якщо концентрацію водню збільшити удвічі, а концентрацію кисню – у три рази?
Швидкість реакції зросла у 81 раз при збільшенні температури на 40оС. Чόму дорівнює температурний коефіцієнт?
Рівноваги гомогенної системи 4HCl(г) + O2(г) ↔ 2H2O(г) + 2Cl2(г) установилась за наступних концентрацій реагуючих речовин: [HCl] = 0,2; [H2О] = 0,14; [Cl2] = = 0,14; [О2] = 0,32 моль/л. Обчисліть константу рівноваги та вихідні концентрації хлороводню та кисню.
Завдання 5.20
1. У скільки разів зміняться швидкості прямої та зворотної реакцій у системі: 2СО(г)+О2(г) = 2СО2(г), якщо об’єм газової суміші зменшити утричі? У який бік зсунеться рівновага системи?
Константа рівноваги гомоґенної реакції СО + Н2О ↔ СО2 + Н2 при 250оС дорівнює 1. Обчисліть концентрації усіх речовин у рівновазі, якщо вихідні концентрації СО та води відповідно дорівнюють 3,0 та 2,0 моль/л.
Обчисліть, у скільки разів збільшиться швидкість реакції при підвищенні температури від 30оС до 70оС, якщо температурний коефіцієнт дорівнює 2.
Ендотермічна реакція розкладу пероксиду водню перебігає за рівнянням: 2Н2О2(р) ↔ 2Н2О(г) + О2(г). Як потрібно змінити температуру, тиск, концентрації, щоб зсунути рівновагу в бік утворення кисню?
Завдання 5.21
1. Дайте визначення гомоґенної та гетероґенної систем. Наведіть по 2 – 3 приклади.
У якому напрямку зсунеться рівновага у системі: 3Fe(к) + 4H2O(г) ↔ Fe3O4(к) + +4H2(г); ∆Н > 0, при: а) зменшенні температури; б) збільшенні концентрації води; в) збільшенні тиску; г) зменшенні концентрації водню? Напишіть вираз константи рівноваги реакції.
Обчисліть, у скільки разів збільшиться швидкість реакції, якщо температуру підвищити на 40оС, а температурний коефіцієнт γ = 3.
4. Реакція перебігає за рівнянням: H2 + Сl2 = 2HСl. Константа швидкості цієї реакції за деякої температури дорівнює 0,16. Вихідні концентрації реагуючих речовин: [H2] = 0,04, а [Сl2] = 0,05 моль/л. Обчисліть початкову швидкість реакції та її швидкість, якщо [H2] становитиме 0,02 моль/л.
Завдання 5.22
1. Від яких чинників залежить швидкість хімічної реакції: а) у гомогенній системі, б) у гетерогенній системі?
Напишіть вираз константи рівноваги для системи: СаСО3(к) ↔ СаО(к) + СО2(г), ∆Н > 0. У якому напрямку зсунеться рівновага у цій системі при: а) підвищенні температури; б) пониженні тиску; в) зменшенні концентрації СО2?
Обчисліть константу рівноваги та вихідні концентрації СО та Н2О у системі: СО(г) + Н2О(г) ↔ СО2(г) + Н2(г), якщо рівноважні концентрації дорівнюють: [CO] = 0,004 ; [CO2] = [Н2] = 0,016 ; [Н2O] = 0,064 моль/л.
Як зміниться швидкість прямої та зворотної реакцій, що перебігають у газовій фазі, у системі N2O3 ↔ NO2 + NO при збільшенні тиску у 4 рази?
Завдання 5.23
1. Поясніть залежність швидкості хімічної реакції від концентрації? Сформулюйте закон діючих мас.
Обчисліть коефіцієнт Вант-Гофа, якщо при підвищенні температури на 30оС швидкість реакції зросла у 64 рази.
3. Обчисліть константу рівноваги реакції: CO(г) + Cl2(г) ↔ CОCl2(г), якщо вихідні концентрації СО и Cl2 склали 2,0 и 1,8 моль/л відповідно, а рівноважна концентрація СOCl2 становила 1,6 моль/л.
4. У якому напрямку зсунеться рівновага у гомогенній системі H2 + I2 ↔ 2HI, ∆Н > >0, при: а) зменшенні температури; б) збільшенні концентрації HI; в) збільшенні тиску; г) зменшенні концентрації водню? Напишіть вираз константи рівноваги цієї реакції.
Завдання 5.24
1. Який стан системи називається станом хімічної рівноваги? Наведіть приклади.
У скільки разів необхідно змінити тиск у системі 2СО(г) + О2(г) = 2СО2(г), щоб швидкість прямої реакції збільшилась у 8 разів?
На скільки градусів підвищилась температура, якщо швидкість реакції росла у 16 разів? Температурний коефіцієнт реакції дорівнює 2.
Напишіть вираз константи рівноваги для системи: 4Fe(к) + 3O2(к) ↔ 2Fe2O3(к), ∆Н < 0; У якому напрямку зсунеться рівновага у системі при: а) зменшенні температури; б) збільшенні концентрації кисню; в) збільшенні тиску?
Завдання 5.25
1. Які хімічні реакції називаються оборотними, а які – необоротними? Наведіть приклади.
Неповне окиснення вуглецю перебігає за рівнянням: 2С(граф.) + O2(г) = 2СO(г). Як зміниться швидкість прямої та зворотної реакцій, якщо об’єм реакційної системи зменшити у чотири рази?
У якому напрямку зсунеться рівновага у системі: 2N2O(г) ↔ 2N2(г) + O2(г); ∆Н < < 0, при: а) зменшенні температури; б) збільшенні концентрації N2O; в) збіль-шенні тиску; г) зменшенні концентрації кисню? Напишіть вираз константи рівноваги цієї реакції.
Швидкість реакції зросла у 81 раз при збільшенні температури на 40оС. Чόму дорівнює температурний коефіцієнт?