Равновесие системы | Задачи 350 — 355

Расчеты, связанные с равновесием химической системы

 

 

Задача 350. 

Реакция СО + С12  СОС12 протекает в закрытом сосуде при постоянной температуре; исходные вещества взяты в эквивалентных количествах. К моменту наступления равновесия остается 50% начального количества СО. Определить давление равновесной газовой смеси, если первоначальное давление равнялось 100 кПа (750 мм рт. ст.).
Решение:
Уравнение реакции имеет вид:

СО + С12 ⇔ СОС1

По условию задачи в реакцию вступило 50% СО. Из уравнения реакции следует, что из 1 моля СО и 1 моля С12 образуется 1 моль СОС12. Следовательно, из 0,5 моль СО и 0,5 моль С12 образовалось тоже 0,5 молей СОС12. Учитывая, что вещества реагируют друг с другом в эквивалентных количествах, значит, в 1л реакционной смеси содержится 2 моля исходных веществ (СО и С12), половина из которых прореагировало с образованием 0,5 молей СОС12

Таким образом, количество системы уменьшилось на 0,5 молей и составило после протекания реакции 1,5 молей (2 – 0,5 = 1,5). Следовательно, давление равновесной газовой смеси определится из пропорции:

2 : 1,5 = 100 : х; х = (1,5 . 100)/2 = 75 кПа.

Ответ: 75кПа.


Задача 351. 
В закрытом сосуде установилось равновесие: СО2(г.) + Н2(г.) ⇔ СО(г.) + +Н2О(г.); константа равновесия равна единице. Определить: а) сколько процентов СО2 подвергнется превращению в СО при данной температуре, если смешать 1 моль СО2 и 5 молей Н2? б) в каких объемных соотношениях были смешаны СО2 и Н2, если к моменту наступления равновесия в реакцию вступило 90% первоначального количества водорода?
Решение:
а) Уравнение реакции имеет вид

СО2(г.) + Н2(г.) ⇔ СО(г.) + +Н2О(г.)

Из уравнения следует, что из 1 моля СО2 и 1 моля Н2 образуется по 1 молю СО и Н2О. 

Обозначим равновесную концентрацию СО и Н2О через  х, тогда [CO] = [H2O]. Таким образом, равновесные концентрации СО2 и Н2 будут составлять, соответственно, (1 – х) и (5 – х)моль/л, а СО и Н2О – по х моль/л. Подставим эти значения в выражение константы равновесия реакции:

Таким образом, 83,3% СО2 подвергнется разложению в СО, учитывая, что [CO2] = 1 моль/л.

б) Находим количество Н2, которое вступило в реакцию: 5 . 0,9 = 4,5 моль/л. Остаток количества СО2 и Н2 одинаков и будет составлять 0,5 моль/л (5 – 4,5 = 0,5). Тогда объёмные соотношения СО2 и Н2, к моменту наступления равновесия, составляют:

V(H2) : V(CO2) = 4,5 : 0,5 = 9 : 1                          .

Ответ: а) 83,3%; б) 9:1.


Задача 352. 
При состоянии равновесия в системе: 

N2(г) + 3H2(г) ⇔ 2NН3(г);   = -92,4 кДж                          

концентрации участвующих веществ равны: [N2] = 3 моль/л; [H2] = 9 моль/л; [NН3] =  4 моль/л. Определить: а) исходные концентрации Н2 и N2 б) в каком направлении сместится равновесие с ростом температуры? в) в каком направлении сместится равновесие, если уменьшить объем реакционного сосуда?
Решение:
а) Для нахождения исходных концентраций веществ N2 и Н2 учтём, что, согласно уравнению реакции из 1 моля N2 и 3 молей Н2 образуется 2 моля NH3. Поскольку по условию задачи в каждом литре системы образовалось 4 моля NH3, то при этом было израсходовано 1/2 . 4 = 2 моля N2 и 3/4 . 4 = 6 молей Н2. Таким образом, искомые исходные концентрации N2 и Н2 равны:

                       [N2]0  = 3 + 2 = 5 моль/л;
                       [H2]0 =  6 + 3 = 9 моль/л.   

 б) Из уравнения реакции следует, что данная реакция экзотермическая, т.е. протекает с выделением теплоты. Поэтому при повышении температуры в экзотермической системе, согласно принципу Ле Шателье, равновесие системы сместится в сторону уменьшения действия температуры, т.е. влево.

в) Реакция протекает с уменьшением числа молей газообразных веществ, т.е. с уменьшением объёма и, соответственно, с уменьшением давления в системе. Поэтому при уменьшении объёма реакционного сосуда равновесие системы сместится в сторону образования аммиака, вправо, т.е. согласно принципу Ле Шателье, в сторону уменьшения действия (повышения давления при уменьшении объёма реакционного сосуда). 

Ответ: а) [N2]0  = 5 моль/л, [H2]0 =  6 + 3 = 9 моль/л; б) влево; в) вправо. 


 Задача 353. 
Константа равновесия реакции  FeO(к) + CO(г) ⇔ Fe(к) + CO2(г),  при некоторой температуре равна 0,5. Найти равновесные концентрации СО и СО2, если начальные концентрации этих веществ составляли: [СО] = 0,05 моль/л, [СО2] = 0,01 моль/л.
Решение:
Для нахождения равновесных концентраций веществ учтем, что, согласно уравнению реакции из 1 моля СО образуется 1 моль СО2. Обозначим количество, прореагировавшего вещества СО за x моль. Учитывая, что  моль СО2  образуется при реакции, то при этом равновесная концентрация СО будет равна (0,05 – х)моль/л, а СО2 – (0,01 + х) моль/л. 

Таким образом, подставив в выражение константы равновесия реакции эти концентрации, найдём значение:   

Отсюда искомые равновесные концентрации веществ равны:

                                [СО]равн.  = 0,05 – 0,01 = 0,04 моль/л;
                                [СО2]равн. = 0,01 + 0,01 = 0,02 моль/л.

Ответ: [СО] = 04 моль/л; [СО2] = 0,02 моль/л.


Задача 354. 
Равновесие в системе H2(г) + I2(г)  2HI(г)  установилось пи следующих концентрациях: [H2]  =  0,025 моль/л; [I2]  = 0,005 моль/л; [HI]  = 0,09 моль/л. Определить исходные концентрации йода и водорода.
Решение:
Для нахождения исходных концентраций йода и водорода учтём, что согласно уравнению реакции, из 1 моля йода и 1 моля водорода образуется 2 моля йодоводорода. Поскольку по условию задачи в каждом литре системы образовалось 0,09 молей вещества HI, то при этом было затрачено 0,045 (0,09/2 = 0,045) молей H2 и, соответственно 0,045 молей I2. 

Отсюда находим исходные концентрации водорода и йода:

                         [I2]исх. = 0,005 + 0,045 = 0.0 5моль/л;
                          [H2]исх. =.0,025 + 0,045 = 0,07 моль/л.

Ответ: [H2]исх. = 0,07 моль/л; [I2]исх.  = 0.05 моль/л.


Задача 355. 
При некоторой температуре равновесие в системе 2NO2 ⇔ 2NO + O2 установилось при следующих концентрациях:  [NO2] = 0,006 моль/л; [NO]  = 0,024 моль/л. Найти константу равновесия реакции и исходную концентрацию NO2.  
Решение:
Константа равновесия данной реакции выражается уравнением:

Учитывая, что равновесная концентрация О2 будет составлять 1/2 концентрации NO, т.е. 0,012 моль/л (0,024/2 = 0,012), рассчитаем константу равновесия:

Для нахождения исходной концентрации NO2 учтём, что согласно уравнению реакции из 1 моля NO2 образуется 1 моль NO. Поскольку по условию задачи в каждом литре системы образовалось 0,024 моля NO, то при этом было израсходовано 0,024 моля NO2

Таким образом, искомая исходная концентрация NO равна:

                                [NO2]исх.  = 0,006 + 0,024 = 0,03 моль/л.

Ответ: К = 0,192; [NO2]исх.  = 0,03 моль/л.


🎬 Видео

Статика. Момент сил. Условия равновесия тел | Физика ЕГЭ, ЦТ, ЦЭ | Физика для школьниковСкачать

Статика. Момент сил. Условия равновесия тел | Физика ЕГЭ, ЦТ, ЦЭ | Физика для школьников

Решение задач на тему: "Нахождение константы равновесия и равновесных концентраций". 1ч. 10 класс.Скачать

Решение задач на тему: "Нахождение константы равновесия и равновесных концентраций". 1ч. 10 класс.

Задача химическое равновесие. РАВНОВЕСНЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ и Кр.Скачать

Задача химическое равновесие. РАВНОВЕСНЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ и Кр.

Урок 350. Подготовка к контрольной работеСкачать

Урок 350. Подготовка к контрольной работе

Задачи по химии. Химическое равновесие 3Скачать

Задачи по химии. Химическое равновесие 3

Урок 76. Задачи на правило моментовСкачать

Урок 76. Задачи на правило моментов

Химическое равновесие. Константа равновесия. 10 класс.Скачать

Химическое равновесие. Константа равновесия.  10 класс.

Задачи по химии. Химическое равновесие 1Скачать

Задачи по химии. Химическое равновесие 1

Расчётные задачи с нуля. Глава 7. Химическое равновесиеСкачать

Расчётные задачи с нуля. Глава 7. Химическое равновесие

Химическое равновесие. Константа равновесия. Обратимость реакций.Скачать

Химическое равновесие. Константа равновесия. Обратимость реакций.

СЕКРЕТНЫЙ СПОСОБ РЕШЕНИЯ НОВЫХ ЗАДАЧ НА РАВНОВЕСИЕ | ЕГЭ ПО ХИМИИ 2022Скачать

СЕКРЕТНЫЙ СПОСОБ РЕШЕНИЯ НОВЫХ ЗАДАЧ НА РАВНОВЕСИЕ  | ЕГЭ ПО ХИМИИ 2022

Решение задач на тему: "Нахождение константы равновесия и равновесных концентраций". 3ч. 10 классСкачать

Решение задач на тему: "Нахождение константы равновесия и равновесных концентраций". 3ч. 10 класс

9 класс, 25 урок, Условия равновесия твердого телаСкачать

9 класс, 25 урок, Условия равновесия твердого тела

Равновесие тел. Условие равновесия тел. Центр масс и центр тяжести. Практическая часть. 10 класс.Скачать

Равновесие тел. Условие равновесия тел. Центр масс и центр тяжести. Практическая часть. 10 класс.

Термех. Статика. Решение задач на равновесие пространственной системы телСкачать

Термех. Статика. Решение задач на равновесие пространственной системы тел

Решение задач на тему: "Нахождение константы равновесия и равновесных концентраций". 2ч. 10 класс.Скачать

Решение задач на тему: "Нахождение константы равновесия и равновесных концентраций". 2ч. 10 класс.

Решение задачи на равновесие одного телаСкачать

Решение задачи  на равновесие одного тела

Задачи по химии. Химическое равновесие 2Скачать

Задачи по химии. Химическое равновесие 2

Химическое равновесие. Закон действующих масс.Скачать

Химическое равновесие. Закон действующих масс.
Поделиться или сохранить к себе:
Конспекты лекций по химии