ВОПРОСЫ ДЛЯ ПРОВЕРКИ

1. а) Сформулируйте принцип Шателье.

б) Для реакции

запишите выражение для константы равновесия через парциальные давления газов.

в) Какое влияние должно оказывать на рассматриваемое равновесие повышение 1) полного давления, 2) температуры?

г) Ниже указаны концентрация компонентов рассматриваемого равновесия при температуре 600 К

Вычислите константу рассматриваемого равновесия при указанной температуре, выраженную через концентрации.

2. а) Объясните смысл терминов гомогенное равновесие и константа равновесия.

б) Рассмотрим реакцию

Для этой равновесной системы, находящейся под давлением 202,6 кПа, степень диссоциации при температуре составляет 48,5%, а при температуре она достигает 97,0%.

1) Запишите выражение для константы равновесия

Вычислите значения при

Какой должна быть степень диссоциации если давление в системе снизится до 135,1 кПа при постоянной температуре?

4) Как объяснить значение, полученное при ответе на вопрос (3), основываясь на принципе Шателье?

5) К какому выводу относительно энтальпии рассматриваемой реакции можно прийти на основании приведенных выше данных

в) Как должно повлиять на рассмотренное выше равновесие каждое из следующих воздействий: 1) понижение внешнего давления; 2) внесение в систему катализатора; 3) увеличение концентрации хлора; 4) понижение температуры? Какой из этих факторов должен повлиять на скорость достижения равновесия?

3. а) Объясните смысл термина динамическое равновесие.

б) Заменитель природного газа можно получать гидрированием угля. Основная реакция используемого с этой целью процесса описывается уравнением

Выведите выражение для константы равновесия этой реакции, представив ее: 1) в виде в виде

в) Укажите, как должны повлиять на положение равновесия и величину константы равновесия этой реакции следующие факторы:

1) повышение температуры при постоянном давлении;

2) повышение парциального давления метана при постоянном объеме;

3) повышение полного давления при постоянной температуре;

4) внесение в систему катализатора.

Дайте развернутое объяснение ответа на каждый из этих вопросов.

4. В сосуд объемом поместили моль иода. Сосуд герметизировали и выкачали из него воздух, после чего нагрели до 1175 К. При этой температуре давление в сосуде найдено равным 50,25 кПа.

I) Вычислите при 1175 К для равновесия

2) При каком давлении степень диссоциации молекулярного иода на атомы достигает

Каким способом можно получать атомы хлора при температуре 300 К?

5. Кратко опишите, какие факторы влияют на положение равновесия гомогенной газовой реакции, скорость достижения равновесия и величину ее константы равновесия.

а) Объясните, почему при термической диссоциации карбоната кальция, проводимой при некоторой постоянной температуре, давление диоксида углерода остается постоянным

и почему при получении негашеной извесги в обжиговой печи через нее необходимо продувать воздух.

б) Покажите, что для газовых реакций типа

при заданной температуре давление, при котором степень диссоциации XY точно равна 1/4, в 15 раз превышает численное значение константы равновесия (выраженной через парциальные давления) при данной температуре.

в) Если 1 моль уксусной кислоты смешать с 1 моль этанола и поддерживать эту смесь при температуре 25° С, то после установления равновесия в ней остается третья часть уксусной кислоты. Сколько уксусной кислоты будет оставаться при той же температуре в равновесной смеси, для получения которой вместо одного моля использовано три четверти моля этанола?

6. а) Для реакции выведите выражение для соответствующей константы равновесия и установите ее размерность в каждом из следующих случаев:

1) реагенты и продукты представляют собой жидкости;

2) реагенты и продукты представляют собой газы;

3) вещества А и D представляют собой газы, а вещества В и С-жидкости.

б) Для реакции

обсудите влияние на равновесие следующих факторов:

1) повышение температуры при постоянном давлении;

2) уменьшение давления при постоянной температуре;

3) внесение в систему катализатора.

в) 1 моль азота и 3 моль водорода смешали при температуре 653 К и давлении Па. По достижении равновесия в смеси содержится 1,5 моль аммиака.

1) Запишите выражение для константы равновесия этой реакции.

2) Найдите мольные доли каждого компонента равновесной смеси и их парциальные давления.

3) С помощью значений, полученных при ответе на вопрос (2), вычислите константу равновесия

Объясните, почему указанные в задаче физические условия проведения реакции не используются на практике.

г) Постройте график, показывающий изменение во времени количества каждого из трех компонентов рассматриваемого в п. (б) равновесия начиная с момента смешения реагентов.

7. а) Объясните смысл следующих терминов: 1) динамическое равновесие; 2) закон действующих масс. б) Для реакции

1) вычислите мольную долю аммиака в равновесной смеси, образующейся при температуре и давлении в результате смешения газообразных водорода и азота в молярном отношении при -ном превращении азота в аммиак;

2) запишите выражение для через равновесные парциальные давления трех газов;

3) исходя из того, что при вычислите давление, при котором степень диссоциации аммиака на составляющие его элементы равна 95%.

8. Рассмотрим следущий обратимый процесс:

а) Сформулируйте принцип Шателье.

б) Укажите, какое влияние должны оказывать на положение равновесия рассматриваемой реакции следующие факторы (дайте развернутое объяснение ответов):

1) повышение давления при постоянной температуре;

2) повышение температуры при постоянном давлении.

в) С учетом ответов на вопросы, поставленные в пункте (6), объясните, почему промышленный процесс получения триоксида серы проводится при следующих условиях: 1) температура порядка 800 К, 2) давление 1-2 атм, 3) присутствие катализатора.

г) При температуре 800 К равновесные парциальные давления составляют атм, атм, атм.

1) Вычислите константу равновесия при этих условиях.

2) Если равновесная смесь получена только из кислорода и диоксида серы, находящихся в замкнутом сосуде при 800 К, то какими должны быть исходные парциальные давления кислорода и диоксида серы?

д) В промышленности указанная реакция является одной из стадий процесса превращения серы в серную кислоту. В 1960-х гг. был разработан процесс двойного поглощения/двойного превращения.

1) В чем основная особенность процесса двойного поглощения/двойного превращения?

2) По какой (неэкономической) причине разработан процесс этого типа?