Общая и неорганическая химия. Методические указания для студентов-заочников нехимических специальностей (часть 1). Чибисова Н.В. - 16 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

БФУ им. Канта | Калининград

Составители: 

Рубрика: 

18
υ
Т2
/ υ
Т1
= 3
40/10
= 3
4
= 81, т.е. скорость реакции возросла в 81 раз.
Пример 3. При 353 К реакция заканчивается за 20 сек. Сколько
времени длится реакция при 293 К, если температурный коэффици-
ент реакции равен 2,5?
Решение: Между скоростью протекания химических реакций и их
продолжительностью существует обратно - пропорциональная зави-
симость υ
Т2
/ υ
Т1
= τ
1
/ τ
2
, где τ
1
и τ
2
- время протекания реакции при
температурах Т
1
и Т
2
. Таким образом в данном случае правило Вант-
Гоффа можно записать следующим выражением
τ
1
/ τ
2
= γ
Т2 -Т1/10
; τ
1
= τ
2
× γ
Т2-Т1/ 10
= 20 × 2,5
353-293/ 10
=20 × 2,5
6
=
4879 сек = 1 час 21 мин 19 сек.
Пример 4. При синтезе аммиака равновесие установилось при сле-
дующих концентрациях реагирующих веществ: С (N
2
) = 2,5 моль/л;
С(Н
2
) = 1,8 моль/л; С(NH
3
) = 3,6 моль/л. Рассчитайте константу рав-
новесия этой реакции и исходные концентрации азота и водорода.
Решение: Исходя из уравнения реакции получения аммиака
N
2
+ 3 H
2
= 2 NH
3
определяем константу равновесия этой реакции К
р
:
К
р
= С
2
(NH
3
) / C(N
2
) × С
3
(Н
2
) = (3,6)
2
/ 2,5 × ( 1,8 )
3
= 0,89
Исходные концентрации азота и водорода находим на основе урав-
нения реакции. На образование 2 моль аммиака расходуется 1 моль
азота, а на образование 3,6 моль потребовалось 3,6 /2 = 1,8 моль азо-
та. Учитывая равновесную концентрацию азота, находим
первоначальную концентрацию С
исх.
( N
2
) = 2,5 + 1,8 = 4,3 моль/л. На
образование 2 моль аммиака необходимо истратить 3 моль водорода,
а для получения 3,6 молей аммиака требуется 3,6 × 3 / 2 = 5,4 моль/л;
С
исх.
( Н
2
) = 1,8 + 5,4 =7,2 моль/л. Таким образом реакция начиналась
при концентрациях азота и водорода соответственно 4,3 и 7,2 моль/л.
91. Две реакции при 283 К протекают с одинаковой скоростью. Тем-
пературный коэффициент скорости первой и второй реакции равны
соответственно 2,5 и 3,0. Как будут относится скорости реакций, ес-
ли первую из них провести при 350 К, а вторую при
330 К ? Ответ:
2,65: 1,00.
92. В начальный момент протекания реакции N
2
+ 3 H
2
= 2 NH
3
кон-
центрации были равны ( моль/л) : азота - 1,5 ; водорода - 2,5; аммиака
-0. Каковы концентрации азота и водорода при концентрации аммиа-
ка равной 0,5 моль/л? Ответ: 1,25 моль/л ; 1,75 моль/л.
93. Начальные концентрации веществ в реакции СО + Н
2
О = СО
2
+ Н
2
были равны ( моль/л ): С( СО) = 0,05; С( Н
2
О газ) = 0,06; С(СО
2
) =
0,4; С(Н
2
) = 0,2. Вычислите концентрации всех реагирующих веществ
после того как прореагировало 60 % Н
2
О. Ответ: 0,24 моль/л ; 0,14
моль/л; 0,76 моль/л ; 0,56 моль/л. 
                                                                             18


υТ2/ υТ1 = 3 40/10 = 34 = 81, т.е. скорость реакции возросла в 81 раз.
  Пример 3. При 353 К реакция заканчивается за 20 сек. Сколько
времени длится реакция при 293 К, если температурный коэффици-
ент реакции равен 2,5?
  Решение: Между скоростью протекания химических реакций и их
продолжительностью существует обратно - пропорциональная зави-
симость υТ2/ υТ1 = τ1/ τ2 , где τ1 и τ2 - время протекания реакции при
температурах Т1 и Т2. Таким образом в данном случае правило Вант-
Гоффа можно записать следующим выражением
 τ1/ τ2 = γТ2 -Т1/10 ; τ1 = τ2 × γТ2-Т1/ 10 = 20 × 2,5 353-293/ 10 =20 × 2,56 =
4879 сек = 1 час 21 мин 19 сек.
  Пример 4. При синтезе аммиака равновесие установилось при сле-
дующих концентрациях реагирующих веществ: С (N2) = 2,5 моль/л;
С(Н2) = 1,8 моль/л; С(NH3) = 3,6 моль/л. Рассчитайте константу рав-
новесия этой реакции и исходные концентрации азота и водорода.
  Решение: Исходя из уравнения реакции получения аммиака
  N2 + 3 H2 = 2 NH3
определяем константу равновесия этой реакции Кр :
Кр = С2 (NH3) / C(N2) × С3 (Н2) = (3,6)2 / 2,5 × ( 1,8 )3 = 0,89
 Исходные концентрации азота и водорода находим на основе урав-
нения реакции. На образование 2 моль аммиака расходуется 1 моль
азота, а на образование 3,6 моль потребовалось 3,6 /2 = 1,8 моль азо-
та. Учитывая равновесную концентрацию азота, находим
первоначальную концентрацию Сисх. ( N2 ) = 2,5 + 1,8 = 4,3 моль/л. На
образование 2 моль аммиака необходимо истратить 3 моль водорода,
а для получения 3,6 молей аммиака требуется 3,6 × 3 / 2 = 5,4 моль/л;
Сисх. ( Н2) = 1,8 + 5,4 =7,2 моль/л. Таким образом реакция начиналась
при концентрациях азота и водорода соответственно 4,3 и 7,2 моль/л.
91. Две реакции при 283 К протекают с одинаковой скоростью. Тем-
пературный коэффициент скорости первой и второй реакции равны
соответственно 2,5 и 3,0. Как будут относится скорости реакций, ес-
ли первую из них провести при 350 К, а вторую при 330 К ? Ответ:
2,65: 1,00.
92. В начальный момент протекания реакции N2 + 3 H2 = 2 NH3 кон-
центрации были равны ( моль/л) : азота - 1,5 ; водорода - 2,5; аммиака
-0. Каковы концентрации азота и водорода при концентрации аммиа-
ка равной 0,5 моль/л? Ответ: 1,25 моль/л ; 1,75 моль/л.
93. Начальные концентрации веществ в реакции СО + Н2О = СО2 + Н2
были равны ( моль/л ): С( СО) = 0,05; С( Н2О газ) = 0,06; С(СО2) =
0,4; С(Н2) = 0,2. Вычислите концентрации всех реагирующих веществ
после того как прореагировало 60 % Н2О. Ответ: 0,24 моль/л ; 0,14
моль/л; 0,76 моль/л ; 0,56 моль/л.

Страницы