Сборник задач по физической химии допущено Министерством высшего и среднего специального образования СССР

а + Ь , , / (а + bf 2 — |/ 4

124. 
     Константа равновесия реакции
     

рК_раЪ К_РР+ 1 '


2HJ £ Н₂ -!- J₂


при 445° С равна 0,02. Определить степень диссоциации HJ при указанной температуре.
Ответ: 0,22.

124. 
     Константа равновесия реакции
     

Н₂ + J₂ ^ 2HJ
при 445° С равна 50. Сколько молей HJ получится, если нагреть до этой температуры 1,27 г йода и 0,02 г водоорда? Чему будут равны парциальные давления всех газов, если объем равновесной смеси равен 1 л?
Ответ: 9,348- 10^-3; 418,7; 238,5; 14,6 мм рт. ст.

124. 
     В сосуд, содержащий некоторое количество твердого йода, введен водород. Сосуд запаян и нагрет до 445° С. После наступления равновесия газовая смесь содержала 62,33% (объемн.) HJ; 35,48% (объемн.) Н₂ и 2,19% (объемн.) J₂. Определить константу равновесия реакции
     

Н₂ + J₂ ^ 2HJ
и степень диссоциации HJ при этой температуре.
Ответ: 50; 0,22.
348. Под общим давлением 1 ат N0₂ распадается на 5% по уравнению


2N0₂i±2N0 + 0₂.
Определить К_р.
Ответ: 6,76 • 10^-5.

149. 
     При 2500° и р =1 ат степень диссоциации водяного пара равна 4,25%. Определить К_р реакции
     

2Н₂0 ^ 2Н₂ + 0₂.
Ответ: 4,1 • 10~⁵.

149. 
     Вычислить выход аммиака, если исходная смесь состояла из 3 моль Н₂ и 1 моль N₂. К_р реакции
     

ЗН₂ + N₂^2NH₃


•54

равна 1,37 • 10~³. Равновесное давление 10 ат.

Ответ: 17,49%.

149. 
     Определить, сколько молярных процентов аммиака будет
     

«N,
содержать равновесная смесь, если отношение •—- в ис-
"н,
ходной смеси было равно 1. К_р реакции ЗН₂ + N₂^2NH₃
равна 0,0069. Равновесное давление равно 100 ат.
Ответ: 34,9% (мол.).

149. 
     При 960° К константа равновесия К_р реакции
     

4НС1 + 0₂^2С1₂ + 2Н₂0
равна 0,1. Определить состав равновесной смеси при р —
= 1 ат, если в исходной смеси равнялась 4.
^по₂
Ответ: 17,5% (мол.); 17,5% (мол.); 52% (мол.);
13% (мол.).

149. 
     Газовая смесь, состоящая из равных объемов НС1 и 0_2г реагирует при 800° К. После наступления равновесия в равновесной смеси содержится 18,66% (мол.) С1₂ при р = 1 ат. Определить константу равновесия реакции
     

4НС1 + 0₂ ^ 2С1₂ + 2Н₂0
при 800° К.
Ответ: 2,81.

149. 
     Под давлением, равным 740 мм рт. ст., при Т = 453° из печи для сжигания серы выходит равновесная газовая смесь следующего состава: 1,1% (объемн.) S0₃; 8,2% (объемн.) S0₂; 10% (объемн.) 0₂; 80,7% (объемн.) N₂. Определить К_р. реакции
     

2S0₂ + 0₂^2S0₃, выразив давление в атмосферах.
Ответ: 0,185.

149. 
     В реакционную трубку с катализатором со скоростью 5 л/час поступает смесь S0₂ и 0₂ при 20° С и р = 1 ат. Смесь содержит 10% (мол.) S0₂. В трубке образуется S0₃ по уравнению
     

2S0₂ + 0₂^2S0₃
и устанавливается равновесие. Равновесная смесь газов, выходящая из трубки, пропускается через раствор ВаС1₂,
55

где за 2 часа осаждается 5,58 г BaS0₄. Определить константу равновесия К_р реакции, приведенной выше.

Ответ: 2,03.

149. 
     См. задачу 155. Сколько BaS0₄ будет осаждаться за 2 часа, если в трубку поступает чистый S0₃?
     

Ответ: 39,9 г.

149. 
     Константа равновесия реакции
     

С + 2Н₂0 ^ С0₂ + 2Н₂
К_р равна 0,78 при Т = 1400° К- Определить состав равновесной газовой фазы: 1) под общим давлением 1 ат, 2) под общим давлением 1,5 ат.
Ответ: 48,49; 24,25 и 27,26% (мол.).

149. 
     Углерод взаимодействует с С0₂ по уравнению
     

С + С0₂^ 2СО.
В состоянии равновесия при Т = 900° К и р = 1 йг газовая фаза содержит 35,28% (мол.) СО. Определить К_р и процентное содержание СО в равновесии под общим давлением, равным 10 ат.
Ответ: 0,1923; 12,94%.

149. 
     Под общим давлением 1 ат при Т = 1000° К константа равновесия К_р реакции
     

С + С0₂^2С0.
равна 1,862. Определить состав газовой фазы в состоянии равновесия.
Ответ: 72,16 и 27,84% (мол.).

149. 
     К_р реакции
     

Н₂Б(газ) + Л₂(тв) ^2НЛ('газ) + S(tb)
равна 1,33 -10^—5 при 60° С. Чему равна молярная доля HJ в газовой фазе при 60° С и р = 1 аг?
Ответ: 3,64 • 10^-3.

149. 
     При 713°К константа равновесия реакции
     

Sb₂S₃(TB) + 3H₂^2Sb(TB) + 3H₂S
равна 0,429. Чему равна молярная доля водорода в газовой фазе? Будет ли равновесный состав газовой фазы зависеть от общего давления?
Ответ: 0,569.


56

149. 
     1 моль Н₂ и 1 моль Sb₂S₃ введены в реакционный сосуд и нагреты до 713° К- Константа равновесия реакции
     

Sb₂S₃(TB) + ЗН₂^2БЬ(тв) + 3H₂S
К_р равна 0,429. Определить, сколько молей сурьмы образуется и сколько молей водорода израсходуется.
Ответ. 0,287 моль; 0,431 моль.

149. 
     Константа равновесия К_р реакции
     

2CuCl + H₂^2Cu + 2НС1
равна 2,1, если парциальные давления выражены в атмосферах. Сколько меди образуется, если газовая фаза до начала реакции состояла из 0,1 моль Н₂ и 0,02 моль НС1? Общее давление в состоянии равновесия равно 1 ат.
Ответ. 6,933 г.

149. 
     Константа равновесия К_р реакции
     

С + 2Н₂ ^ СН₄
равна 8,16-10^—3, если давление выражено в мм рт. ст. Сколько молей метана нужно добавить к 1 моль Н₂, чтобы при соприкосновении с углеродом состав газовой фазы не изменился?
Ответ: 2,04.

149. 
     Упругость диссоциации Ag₂0 при 200° С равна 1333 мм рт. ст., а упругость диссоциации FeO при этой температуре равна 10^-41 мм рт. ст. Определить в обоих случаях число молекул кислорода в 1 л газовой фазы. Можно ли считать, что упругость диссоциации является равновесным давлением кислорода?
     

Ответ: 2,72 • 10²²; 2,04 ■ Ю”²².

149. 
     В двух опытах твердый NH₂C0₂NH₄ введен при 30° С в сосуд, содержащий: 1) NH₃ под давлением, равным 200 мм рт. ст., и 2) С0₂ под давлением, равным 200 мм рт. ст. Константа равновесия К_р реакции
     

NH₂C0₂NH₄ ^ С0₂ + 2NH₃
равна 2,86*10°. Определить общее давление в обоих случаях.
Ответ: 218,9; 254,8 мм рт. ст.

149. 
     NH₄HS диссоциирует по уравнению
     

NH₄HS 5: NH₃ + H₂S.
Равновесное давление продуктов реакции равно 500 мм рт. ст. Определить: 1) К_р\ 2) общее давление в состоянии рав-
57

новесия, если в сосуд, содержащий NH₄HS (тв), введен аммиак под давлением 300 мм рт. ст.

Ответ: 6.25 • 10⁴; 583 мм рт. ст.

149. 
     Для реакции
     

2CaS0₄(TB) ^2СаО + 2S0₂ + 0₂.
При 1625° С К_р= 1,45- 10 ⁵, если давление выражено в ат. Чему равно равновесное давление газовой фазы при 1625° С?
Ответ. 34,95 мм рт. ст.

149. 
     При 357° С твердый NH₄J диссоциирует по уравнению
     

NH₄J (тв) ^NH₃ + Ш.
Суммарное давление продуктов диссоциации при быстром нагреве при 375° С равно 275 мм рт. ст. Если температура поддерживается постоянной в течение продолжительного времени, то HJ диссоциирует и устанавливается новое равновесие. Определить конечное равновесное давление, если константа равновесия реакции
2HJ ^ Н₂ + J₂
равна 0,015.
Ответ: 307,3 мм рт. ст.

149. 
     Выразить константу равновесия К_р реакции
     

2Н₂ + 0₂ ^ 2Н₂0(пар) через константы равновесия реакций 2С0₂ ^ 2СО + 0₂,
СО + Н₂0(пар) ^С0₂ + Н₂.

149. 
     Выразить константу равновесия К_р реакции
     

С0₂ + С ^ 2СО
через константы равновесия реакций С + 0₂ ^ С0₂,
2СО + 0₂ ^ 2С0₂.

149. 
     Найти зависимость между константами равновесия реакций:
     

Fe₃0₄ + H₂^3FeO + Н₂0;
FeO + Н₂ ^ Fe + Н₂0;
Fe₃0₄ + 4H₂^3Fe + 4H₂0.

149. 
     При 1000°К константа равновесия реакции
     

2Н₂0 ^ 2Н₂ + 0₂


58

К_р равна 7,621 ■ 10~²¹ (давление выражено в атмосферах). Упругость диссоциации закиси железа равна при этой температуре 2,5 • 10^-21 ат. Определить константу равновесия реакции

FeO + H₂^Fe + Н₂0.
Ответ: 0,5735.

149. 
     Константа равновесия реакции
     

4НС1 + 0₂^2С1₂ + 2Н₂0
при 1000° К равна 0,0562. Степень диссоциации водяного- пара при этой температуре и р = 1 ат равна 2,48 • 10^-5. Определить константу равновесия реакции
Н₂ + Cl₂^ 2НС1.
Ответ: 4,83 • 10⁷.

149. 
     При 1000° К константа равновесия реакции
     

С0₂ С + 0₂
К_р равна 1,778-10“²¹. Степень диссоциации С0₂, распадающегося по уравнению
2С0₂ ^ 2СО + 0₂,
при той же температуре и р = 1 ат равна 2 • 10~⁵. Определить К_р реакции
2СО ^ 2С + 0₂,
при 1000° К.
Ответ: 7,907 • КП²⁸


ЗАВИСИМОСТЬ КОНСТАНТЫ РАВНОВЕСИЯ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ


Зависимость константы равновесия от температуры выражается уравнением


d In К_р А Я
dT ~ RT² ’