Типовые примеры решения задач

Пример 1. Как изменится скорость реакции при понижении температуры от 70 до 40 °С, если температурный коэффициент g равен 3?

Решение. Согласно правилу Вант-Гоффа:

или ;

.

Следовательно, скорость реакции при понижении температуры уменьшилась в 27 раз.

Пример 2. Равновесные концентрации веществ в обратимой реакции N₂ + 3H₂ Û 2NH₃ составляют (моль/л): [N₂] = 4; [H₂] = 9; [NH₃] = 6. Вычислить исходные концентрации азота и водорода.

Решение. Составляем вспомогательную таблицу, в которую заносим концентрации: исходные С_исх , концентрации равновесные С_равн и изменение концентрации в результате взаимодействия веществ DС.

 

Вещества Конц-я, моль/л	N2	H2	NH3
Сисх	?	?	0
DС
Сравн	4	9	6

 

Исходную концентрацию аммиака принимаем за ноль, т. к. он является продуктом реакции и о его начальной концентрации ничего не говорится в условии задачи.

Зная для аммиака исходную и равновесную концентрации, определим DС(NH₃):

DС(NH₃) = C_равн(NH₃) – C_исх(NH₃) = 6 – 0 = 6 моль/л.

Учитывая, что по уравнению реакции 2 моля NH₃ получается из 1 моля N₂ и 3 молей Н₂ (соотношение молей 1:3:2):

DС(N₂) = ½ DС(NH₃)= ½ × 6 = 3 моль/л;

DС(Н₂)= 3 DС(N₂) = 3 × 3 = 9 моль/л.

Запишем эти значения в таблицу.

 

Вещества Конц-я, моль/л	N2	H2	NH3
Сисх	?	?	0
DС	3	9	6
Сравн	4	9	6

 

Тогда из таблицы наглядно видно, что С_исх = С_равн + DС. Следовательно:

С_исх(N₂) = C_равн(N₂) + DС(N₂) = 4 + 3 = 7 моль/л;

С_исх(Н₂) = C_равн(Н₂) + DС(Н₂) = 9 + 9 = 18 моль/л.

Рассчитаем значение константы равновесия на основании закона действующих масс:

K_с = .

Подставляем в это выражение равновесные концентрации всех веществ:

K_с = 6²/4 × 9³ = 0,0123.

Ответ: [N₂]_исх = 7 моль/л; [H₂]_исх = 18 моль/л; K_с = 0,0123.

 

Пример 3. Как изменится давление при наступлении равновесия в реакции N₂ + 3H₂ Û 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?

Решение. Составляет вспомогательную таблицу

 

Вещества Конц-я, моль/л	N2	H2	NH3
Сисх	2	6	0
DС	10 %
Сравн	?	?	?

 

Учитывая, что соотношение молей в уравнении реакции 1:3:2, определим:

DС(N₂) = С_исх × 0,10 = 2 × 0,1 = 0,2 моль/л;

DС(Н₂) = 3DС(N₂) = 3 × 0,2 = 0,6 моль/л;

DС(NH₃) = 2DС(N₂) = 2 × 0,2 = 0,4 моль/л.

Находим равновесные концентрации для всех веществ.

 

Вещества Конц-я, моль/л	N2	H2	NH3
Сисх	2	6	0
DС	0,2	0,6	0,4
Сравн	1,8	5,4	0,4

 

До начала реакции давление создавалось молекулами азота и водорода, которых было соответственно 2 и 6 моль, в сумме 8 молей.

При равновесии число молей стало равным 1,8 + 5,4 + 0,4 = 7,6 моля, т. е. уменьшилось на 0,4 моль, а объем остался постоянным. Следовательно, давление уменьшилось на 5 %, т. к. 0,4 × 100/8 = 5 %.

Ответ: давление уменьшилось на 5 %.

 

---

Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 22; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!