Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению

Видео:257. Как изменится скорость хим реакции, если увеличить концентрацию одного из реагирующих веществСкачать

257. Как изменится скорость хим реакции, если увеличить концентрацию одного из реагирующих веществ

Физико-химические основы процесса

Синтез аммиака из элементов осуществляется по уравнению:

Катализатора синтеза аммиака необратимо отравляются сернистыми соединениями и хлором. Их концентрация в газе в сумме не должна превышать 5 10-5%.

Кислородосодержащие соединения (H2O, СО, СО2) и кислород, присутствующие в азотоводородной смеси, являются сильными каталитическими ядами, снижающими активность катализатора обратимо. Их отравляющее действие пропорционально содержанию в них кислорода. Если в составе свежего газа имеются Кислородосодержащие примеси или масло, газ следует вводить в цикл перед вторичной конденсацией для удаления вредных соединений конденсирующимся NH3.

Для получения катализатора высокой активности при восстановлении необходимо предотвращать повышение концентрации паров воды в газовой фаза. Поэтому процесс восстановления катализатора проводят при высокой объемной скорости, низком давлении, постепенном повышении температуры и высокой степени очистки газа восстановителя, поступающего на катализатор.

В промышленных колоннах катализатор восстанавливают циркуляционной азотоводородной смесью при объемной скорости 5000-10000ч-1 и давлении 50-100 ат. Концентрация водяного пар в газе, выходящем из колонны синтеза, не должна превышать 3000 см 3 /м 3 .

Основные условия высокой стабильной производительности установок синтеза аммиака:

высокая степень очистки азотоводородной смеси от каталитических ядов и инертных примесей;

поддержание соотношения N2: H2 близкого к 1: 3;

оптимальная температура процесса по длине каталитической зоны;

снижение содержания аммиака на входе в контактный аппарат;

совершенная конструкция контактного аппарата (колонна синтеза).

Основные принципы управления процессом синтеза аммиака.

Эксплуатация систем синтеза аммиака сложна из-за наличия многочисленных прямых и обратных связей между регулируемыми и регулирующими параметрами процесса.

Наибольшая эффективность достигается при оптимизации таких параметров процесса, как давление, температурный режим, объемная скорость, состав газа, подаваемого в реактор синтеза аммиака, по основным компонентам (Н2, N3, NН3) и примесям (яды, инерты):

1) Факторы, изменение которых приводит к изменению давления в системе. Изменение температурного уровня в реакторе влечет за собой изменение одновременно двух величин: равновесного содержания аммиака и скорости реакции. Причем увеличение температуры приводит к снижению равновесного содержания и ускорению реакции синтеза аммиака. Поэтому в промышленных условиях, обеспечивающих предельную для данных условий степень превращения (близкую к равновесной), подъем температуру приводит к пропорциональному снижению степени превращения. Изменение газовой нагрузки на входе в реактор влияет на давление в системе следующим образом: при уменьшении нагрузки степень конверсии увеличивается, что вызывает повышение температуры в зоне катализа и, в свою очередь, к увеличению давления в системе. И наоборот, увеличение газовой нагрузки на реактор (в известных пределах) приводит к снижению давления в системе. Кроме того, при повышении объемных скоростей, с одной стороны, снижается степень конверсии, а с другой — температурный уровень в зане катализа и увеличивается производительность реактора по аммиаку. Последнее связано с тем, что уменьшение производительности реактора от снижения концентрации аммиака в выходящем газе компенсируется увеличением объемной скорости, так как в процентах это увеличение значительно больше снижения концентрации аммиака.

Расход свежего синтез — газа в соотношении N2: H2=1: (2,5-3) зависит от режима работы, активности катализатора, заданной производительности установки. Синтез — газ, удаляемый из систему в виде аммиака и продувочных и танковых газов, непрерывно поступает от компрессора. При избытке ситез-газа давление в реакторе синтеза повышается до допустимого предела компрессора, а избыток его сбрасывается. Если же расход синтез — газа уменьшается (или недостаточен), вращение компрессора уменьшается и давление в системе снижается до достижения баланса между поступающим на синтез газом и получающимся аммиаком.

Скорость реакции синтеза аммиака зависит от состава газовой смеси. оптимальным составом при равновесии, согласно закону действующих масс, является стехиометрический. Отклонение от равновесия ведет к более низкому значению оптимального соотношения вследствие влияния кинетических факторов. Максимальная скорость реакции в промышленных условиях наблюдается при соотношении Н2: N2=2,5-2,8. Поэтому в промышленных условиях при работе систем синтеза с предельным выходом аммиака (близким к равновесному) отклонение состава от оптимального соотношения приводит к снижению скорости процесса синтеза и, соответственно, к увеличению давления.

Увеличение содержания аммиака в газе на входе в реактор (повышение температуры вторичной конденсации) приводит к увеличению давления, так как снижается скорость реакции синтеза за счет торможения процесса продуктом реакции (аммиаком). Уменьшение начальной концентрации аммиака приводит более высоким степеням превращения и соответственно к снижению давления в системе.

Изменение содержания инертных газа в синтез — газе на входе в реактор приводит к изменению давления в системе за счет изменения эффективного давления, определяемого по уравнению:

где i — содержание инертных газов, доли от общего объема.

Изменение эффективного давления приводит соответственно к изменению степени конверсии и скорости реакции синтеза аммиака. Причем с ростом содержания инертных газов давление в системе синтеза увеличивается, а при их снижении — уменьшается.

Изменение активности катализатора также приводит к изменению давления в системе.

Температура, скорость процесса, чистота синтез — газа является основными причинами, приводящими к изменению активности катализатора. Так, при работе даже на чистом синтез — газе активность катализатора, подвергшегося действию высоких температур (530°С) в течение длительного времени, снижается необратимо за счет постоянно протекающих в катализаторе ре-кристаллизационных процессов.

Оптимальным в системе синтеза аммиака является, возможно, более низкое давление, обеспечивающее заданную производительность агрегата по аммиаку с учетом затрат на выделение продукта из циркуляционного газа.

2) Изменение температурного уровня в зоне катализатора возможно за счет следующих факторов.

Изменение давления. При повышении давления температурный уровень в реакторе повышается, так как возрастает степень превращения и соответственно тепловыделение, идущее на повышение температуры. Уменьшение давления приводит к снижению температуры.

Изменение расхода свежего синтез — газа. При поступлении избыточного давления свежего синтез — газа наблюдается рост давления и соответственно повышение температуры в зоне катализа. При уменьшении расхода синтез — газа снижаются давление и температурный уровень в реакторе.

Изменение газовой нагрузки на реактор. При снижении газовой нагрузки увеличивается степень конверсии и соответственно повышается температурный уровень в реакторе. Наоборот, увеличение газовой нагрузки снижает температуру в реакторе.

Содержание аммиака на входе в реактор. Уменьшение содержания аммиака повышает температурный уровень в зоне катализатора, так как при этом увеличивается степень конверсии, а увеличение содержания аммиака во входящем газе наоборот снижает температурный уровень в реакторе.

Содержание инертных газов в синтез — газе. Уменьшение содержания инертных газов приводит к повышению эффективного давления и соответственно повышение скорости процесса и степени конверсии, в результате чего температурный уровень в реакторе повышается. При увеличении содержания инертных газов температурный уровень в реакторе понижается.

Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению

Технологическая схема процесса: 1 — подогреватель газа, 2 — колонна синтеза аммиака, 3 — подогреватель воды, 4 — выносной теплообменник, 5 — циркуляционное колесо компрессора 6 — сепаратор жидкого аммиака, 7 — блок аппарата воздушного охлаждения, 8 — конденсационная колонна, 9 — конденсационная колонна продувочных газов, 10 — испаритель жидкого аммиака на линии продувочных газов, 11 — сборник жидкого аммиака, 12 — испаритель жидкого аммиака на линии танковых газов, 13 — сепаратор, 14 — промежуточная дренажная ёмкость, 15 — испарители жидкого аммиака, 16 — магнитный фильтр

Видео:Влияние концентрации на скорость химических реакций. 10 класс.Скачать

Влияние концентрации на скорость химических реакций. 10 класс.

Химическая кинетика и равновесие (стр. 4 )

Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнениюИз за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5

Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению

Ответ: скорость реакции увеличится в 16 раз.

Задача 2 . Во сколько раз изменится скорость прямой и обратной реакции в системе: 2SO2(г) + O2(г) ↔2SO3(г), если объем газовой смеси уменьшить в три раза? В какую сторону сместится равновесие системы?

Обозначим концентрации реагирующих веществ: [SO2] = а, [O2] = b, [SO3] = c. Согласно закону действия масс, скорости и прямой и обратной реакций до изменения объема

υпр = k·а2·b ; υобр = k1·с2

После уменьшения объема гомогенной системы в три раза концентрация каждого из реагирующих веществ увеличится в три раза: [SO2] = 3a, [O2] = 3b, [SO3] = 3c. При новых концентрациях скорости υ’ прямой и обратной реакций: υ’пр = k·(3a)2·(3b) = 27·k·a2·b; υ’обр= k1·(3с)2 = 9·k1·с2. Отсюда

Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению

Следовательно, скорость прямой реакции увеличилась в 27 раз, а обратной – только в девять раз. Равновесие системы сместилось в сторону образования SO3.

Задача 3. В реакции С(т)+2 H 2 (г) ↔ CH 4 (г) концентрацию водорода уменьшили в 3 раза. Как изменится скорость реакции?

Согласно закону действующих масс, начальная скорость реакции равна υн= k ∙ [ H 2 ]2. После уменьшения концентрации водорода в 3 раза скорость станет равна υк= k ∙ (1/3)2[ H 2 ]2 =1/9 k [ H 2 ]2. После изменения концентрации водорода скорость изменится следующим образом: υк/υн=1/9 k [ H 2 ]2/ k [ H 2 ]2=1/9.

Ответ: скорость реакции уменьшится в 9 раз.

Задача 4 . Во сколько раз возрастет скорость реакции при повышении температуры с 10 до 30 oС (γ = 3)?

При увеличении температуры с 10 до 30 oС скорость реакции в соответствии с правилом Вант-Гоффа возрастает:

υ 2 /υ1=γ( t 2- t 1)/10 , где t 2 =30 o C , t 1 =10 o C , а υ2 и υ1 – скорости реакции при данных температурах. Получаем υ 2 / υ 1 =3(30–10)/10=32=9, т. е. скорость реакции увеличится в 9 раз.

Задача 5 . Вычислите, во сколько раз увеличится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, при повышении температуры от 30 до 70 0С, если температурный коэффициент реакции равен 2.

Зависимость скорости химической реакции от температуры определяется эмпирическим правилом Вант-Гоффа по формуле:

Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению;

Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению

Следовательно, скорость реакции при температуре 70 0С больше скорости реакции при температуре 30 0С в 16 раз.

Задача 6 . Равновесие реакции 2 H 2 (г)+ O 2 (г) ↔ 2 H 2 O (г) ; ∆ H

1) при уменьшении давления; 2) при увеличении давления?

Все вещества в системе – газы. В соответствии с принципом Ле Шателье , повышение давления приводит к смещению равновесия в сторону реакции, приводящей к меньшему количеству молей газов, т. е. в сторону образования Н2О. Следовательно, повышение давления в системе смещает равновесие реакции вправо.

Ответ: при увеличении давления.

Задача 7. В какую сторону сместится равновесие реакции 2 SO 2 (г)+ O 2 (г)↔ 2 SO 3 (г); ∆ H

Поскольку ∆ H экзотермической . Обратная реакция будет эндотермической . Повышение температуры всегда благоприятствует протеканию реакции с поглощением теплоты, т. е. равновесие сместится в сторону исходных веществ.

Задача 8. Определите константу равновесия реакции NOCl 2 (г)+ NO (г) ↔ 2NOCl(г), если при некоторой температуре равновесные концентрации веществ составляют [NOCl2]=0,05; [NO]=0,55; [NOCl]=0,08 моль/л.

Константа равновесия обратимой химической реакции равна отношению произведения равновесных концентраций продуктов к произведению равновесных концентраций исходных веществ. Значение каждой из концентраций должно быть возведено в степень, равную стехиометрическому коэффициенту перед соответствующим веществом в уравнении реакции. Поэтому

Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению.

Задача 9 . Эндотермическая реакция разложения пентахлорида фосфора протекает по уравнению:

РСl5(г) ↔ РСl3(г)+Сl2(г); ∆Н = + 92,59 кДж.

Как надо изменить: а) температуру; б) давление; в) концентрацию, чтобы сместить равновесие в сторону прямой реакции – разложения РСl5?

Смещением, или сдвигом химического равновесия, называют изменение равновесных концентраций реагирующих веществ в результате изменения одного из условий реакции. Направление, в котором сместилось равновесие, определяется по принципу Ле Шателье: а) так как реакция разложения PCl5 эндотермическая (∆Н > 0), то для смещения равновесия в сторону прямой реакции нужно повысить температуру; б) так как в данной системе разложение PCl5 ведет к увеличению объема газообразных веществ (из одной молекулы газа образуются две газообразные молекулы), то для смещения равновесия в сторону прямой реакции надо уменьшить давление; в) смещение равновесия в указанном направлении можно достигнуть как увеличением концентрации PCl5, так и уменьшением концентрации PCl3 или Cl2.

Задача 10. Один моль аммиака поместили в сосуд объемом 20 л и нагрели до 600 0C. Давление в сосуде оказалось равным 435 кПа. Рассчитайте степень разложения аммиака.

Видео:Химическая кинетика. Скорость химической реакции | ХимияСкачать

Химическая кинетика. Скорость химической реакции | Химия

Решение

Количество (моль) газов после реакции:

PV/RT = 435∙20/(8,31∙873) = 1,20 моль

Если разложилось х моль аммиака, то схема разложения:

Осталось NH3 (1-х); получилось N2 (х/2) + H2 (3х/2)

Из уравнения: 1,20 моль = (1-x) + x/2 + 3x/2 = 1+x

получим x = 0,2 моль.

Ответ: Степень разложения аммиака 20 %.

Видео:Скорость химических реакций. 9 класс.Скачать

Скорость химических реакций. 9 класс.

Задача 11. Смешали по три моля веществ А, В, С. После установления равновесия А + В = 2С в системе обнаружили 5 моль вещества С. Рассчитайте константу равновесия. Определите равновесный состав смеси (в мольных %), полученной смешением веществ А, В, С в мольном соотношении 3:2:1 при той же температуре.

Видео:Задачи на скорость реакции в зависимости от концентрации реагентовСкачать

Задачи на скорость реакции в зависимости от концентрации реагентов

Решение

Видео:Как Решать Задачи по Химии // Задачи с Уравнением Химической Реакции // Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать

Как Решать Задачи по Химии // Задачи с Уравнением Химической Реакции // Подготовка к ЕГЭ по Химии

Первый случай:

Соотношение количества веществ (моль) соответствует соотношению их коэффициентов в уравнении. Если С стало на 2 моль больше (5 из 3), то количество А и В уменьшились на 1 моль каждое. В результате при установлении равновесия стало 5 моль С, по 2 моль А и В.

К = [С] 2 / ([А][В]) = 25/2∙2 = 6,25

Мольное соотношение то же, примем за х число молей прореагировавших А и В (они одинаковы):

Ответ: Мольные доли веществ в равновесной смеси:

(А) = (3-1,115)/6 = 0,314 ;

(В) = (2-1,115)/6 = 0,148 ;

Задача 12. Константа равновесия реакции N2 + 3H2 ↔ 2NH3 равна 0,1 (при 400 o С). Равновесные концентрации [Н2] = 0,2 моль/л и [NН3] = 0,08 моль/л. Вычислить начальную и равновесную концентрации азота.

Записываем выражение для константы равновесия К:

K = ([ NH 3 ]2/ ([ N 2 ]∙[ H 2 ]3)

Подставляем в выражение для К данные задачи:

0,1 = (0,082/ ([ N 2 ]∙0,23)

Отсюда рассчитываем равновесную концентрацию

Далее находим начальную концентрацию азота, учитывая, что из одного моль азота согласно уравнению реакции образуется 2 моль аммиака, т. е. для получения 0,08 моль аммиака требуется 0,04 моль азота. Таким образом, начальная концентрация азота

[ N 2 ] = 8 + 0,04 =8,04 моль/л.

Ответ: Равновесная концентрация азота 8 моль/л, начальная – 8,04 моль/л.

Задача 13. Некоторая реакция при 0 o С протекает практически до конца за 4,5 часа ( ∼ 16384 с = 214 с). При какой температуре реакция пройдет практически до конца в 1 с (температурный коэффициент скорости равен 2).

Подставляем данные задачи в формулу (1.5):

Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению,

находим t2/10 = 14. Отсюда: t2 = 140 o С.

Ответ: t2 = 140 o С.

Задача 14 . Во сколько раз увеличится скорость реакции, протекающей при 300 К, если энергию активации уменьшить на 7 кДж/моль.

Воспользуемся уравнением (1.6). Запишем его для двух скоростей реакций при двух разных энергиях активации, отличающихся на 7 кДж, и поделим одно на другое:

Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению

Ответ: В 16,6 раза.

Задача 15. При 37 o С реакция заканчивается за 150 с, а при 47 o C – за 75 с. Вычислить энергию активации.

Найдем энергию активации по формуле (1.7).

Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению= 57,1 кДж / моль.

Ответ: 57,1 кДж / моль.

5 ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

1. Окисление серы и ее диоксида протекает по уравнениям:

б) 2SO2(г) + О2 = 2SO3(г).

Как изменятся скорости этих реакций, если объемы каждой из систем уменьшить в четыре раза?

2. Напишите выражение для константы равновесия гомогенной системы: N2+3H2↔2NH3. Как изменится скорость прямой реакции – образования аммиака, если увеличить концентрацию водорода в три раза?

3. Реакция идет по уравнению N2 + O2 = 2NO. Концентрации исходных веществ до начала реакции были: Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению= 0,049 моль/л; Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению=0,01 моль/л. Вычислите концентрацию этих веществ в момент, когда [NO] = 0,005 моль/л.

Ответ: [N2] = 0,0465 моль/л; [O2]= 0,0075 моль/л.

4. Реакция идет по уравнению N2+3H2=2NH3. Концентрации участвующих в ней веществ были: Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению= 0,80 моль/л; Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению= 1,5 моль/л; Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению= 0,10 моль/л. Вычислите концентрацию водорода и аммиака, когда [N2] = 0,5 моль/л.

Ответ: [NH3] = 0,70 моль/л; [H2] = 0,60 моль/л.

5. Реакция идет по уравнению H2 + I2 = 2HI. Константа скорости этой реакции при некоторой температуре равна 0,16. Исходные концентрации реагирующих веществ: Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению=0,04 моль/л; Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению=0,05 моль/л. Вычислите начальную скорость реакции и ее скорость, когда [H2] = 0,03 моль/л.

Ответ: 3,2 · 10-4; 1,92 · 10-4.

6. Вычислите, во сколько раз уменьшится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, если понизить температуру от 120 до 80 оС. Температурный коэффициент скорости реакции 3.

7. Как изменится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, при повышении температуры на 60 оС, если температурный коэффициент скорости данной реакции 2?

8. Во сколько раз изменится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, при понижении температуры на 300 o С, если температурный коэффициент скорости данной реакции 2?

9. В гомогенной системе СО + Cl2 ↔ COCl2 равновесные концентрации реагирующих веществ: [CO] = 0,2 моль/л; [Cl2] = 0,3 моль/л; [COCl2] = 1,2 моль/л. Вычислите константу равновесия системы и исходные концентрации хлора и СО.

Ответ: К = 20; Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению= 1,5 моль/л; Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению= 1,4 моль/л.

10. В гомогенной системе А + 2В С равновесные концентрации реагирующих газов: [A] = 0,06 моль/л; [B] = 0,12 моль/л; [C] = 0,216 моль/л. Вычислите константу равновесия системы и исходные концентрации веществ А и В.

Ответ: К = 250; Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению= 0,276 моль/л; Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению= 0,552 моль/л.

11. В гомогенной газовой системе А + B↔C + D равновесие установилось при концентрациях: [B] = 0,05 моль/л и [C] = 0,02 моль/л. Константа равновесия системы равна 0,04. Вычислите исходные концентрации веществ А и В.

Ответ: Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению= 0,22 моль/л; Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению=0,07 моль/л.

12. Константа скорости реакции разложения N2O, протекающей по уравнению 2N2O = 2N2 + O2, равна 5 · 10-4. Начальная концентрация N2O = 6,0 моль/л. Вычислите начальную скорость реакции и ее скорость, когда разложится 50% N2O.

Ответ: 1,8 ·10-2; 4,5 · 10-3.

13. Напишите выражение для константы равновесия гетерогенной системы СО2 + С ↔ 2СО. Как изменится скорость прямой реакции – образования СО, если концентрацию СО2 уменьшить в четыре раза? Как следует изменить давление, чтобы повысить выход СО?

14. Напишите выражение для константы равновесия гетерогенной системы С + Н2О(г) ↔ СО + Н2. Как следует изменить концентрацию и давление, чтобы сместить равновесие в сторону обратной реакции – образования водяных паров?

15. Равновесие гомогенной системы: 4НСl(г) + О2 ↔ 2Н2О(г) + 2Cl2(г) установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ: [H2O] = 0,14 моль/л; [Cl2] = 0,14 моль/л; [HCl] = 0,20 моль/л; [O2] = 0,32 моль/л. Вычислите исходные концентрации хлороводорода и кислорода.

Ответ: [HCl]исх = 0,48 моль/л; [O2]исх = 0,39 моль/л.

16. Вычислите константу равновесия для гомогенной системы: CO(г) + H2O(г) ↔ CO2(г)+H2(г), если равновесные концентрации реагирующих веществ: [CO] = 0,004 моль/л; [H2O] = 0,064 моль/л; [CO2] = =0,016 моль/л; [H2] = 0,016 моль/л. Чему равны исходные концентрации воды и СО? Ответ: К = 1; = 0,08 моль/л; =0,02 моль/л.

17. Константа равновесия гомогенной системы СО(г) + Н2О(г) ↔ СО2 + Н2(г) при некоторой температуре равна 1. Вычислите равновесные концентрации всех реагирующих веществ, если исходные концентрации: С CO = 0,10 моль/л; Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению= 0,40 моль/л.

Ответ: [CO2] = [H2] = 0,08 моль/л; [CO] = 0,02 моль/л.; [H2O] = =0,32 моль/л.

18. Константа равновесия гомогенной системы N2 + 3H2↔2NH3 при некоторой температуре равна 1. Равновесные концентрации водорода и аммиака соответственно равны 0,2 и 0,08 моль/л. Вычислите равновесную и исходную концентрацию азота.

Ответ: [N2] = 8 моль/л; Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению= 8,04 моль/л.

19. При некоторой температуре равновесие гомогенной системы: 2NO + O2 ↔ 2NO2 установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ: [NO] = 0,2 моль/л; [O2] = 0,1 моль/л; [NO2] = 0,1 моль/л. Вычислите константу равновесия и исходную концентрацию NO и О2.

Ответ: К = 2,5; Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению= 0,3 моль/л; Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению= 0,15 моль/л.

20. Почему при изменении давления смещается равновесие системы: N2 + 3H2 ↔ 2NH3 и не смещается равновесие системы N2 + O2 ↔2NO? Ответ мотивируйте на основании расчета скорости прямой и обратной реакции в этих системах до, и после изменения давления. Напишите выражения для констант равновесия каждой из данных систем.

21. Исходные концентрации в гомогенной системе:

2NO + Cl2 ↔ 2NOCl составляют соответственно 0,5 и 0,2 моль/л. Вычислите константу равновесия, если к моменту наступления равновесия прореагировало 20 % NO.

22. Во сколько раз изменится скорость реакции 2А + В↔А2В, если концентрацию вещества А увеличить в 2 раза, а концентрацию вещества В уменьшить в два раза?

Ответ: возрастает в 2 раза.

23. Через некоторое время после начала реакции 3A + B↔2C + D концентрации веществ составляли: [А] = 0,03 моль/л; [В] = 0,01 моль/л; [С] = 0,008 моль/л. Каковы исходные концентрации веществ А и В?

Ответ: СА = 0,042 моль/л; СВ = 0,014 моль/л.

24. В системе СО + Cl2↔СОCl2 концентрацию СО увеличили от 0,03 до 0,12 моль/л, а концентрацию хлора – от 0,02 до 0,06 моль/л. Во сколько раз возросла скорость прямой реакции?

25. Как изменится скорость реакции 2NO(г) + О2(г) ↔2NO2(г), если:

а) увеличить давление в системе в 3 раза;

б) уменьшить объём системы в 3 раза;

в) повысить концентрацию NO в 3 раза?

Ответ мотивируйте на основании расчета скорости прямой реакции до и после изменения условий.

26. Чему равен температурный коэффициент скорости реакции, если при увеличении температуры на 30 градусов скорость реакции возрастает в 15,6 раза?

27. Температурный коэффициент скорости некоторой реакции равен 2,3. Во сколько раз увеличится скорость этой реакции, если повысить температуру на 25 градусов?

28. Равновесие в системе Н2(г) + I2(г) ↔ 2 НI(г) установилось при следующих концентрациях: [H2] = 0,025 моль/л; [I2] = 0,005 моль/л; [HI] = 0,09 моль/л. Определить исходные концентрации йода и водорода.

Ответ: Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению= 0,07 моль/л; Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению= 0,05 моль/л.

Видео:Как выучить Химию с нуля за 10 минут? Принцип Ле-ШательеСкачать

Как выучить Химию с нуля за 10 минут? Принцип Ле-Шателье

Вычисление концентрации веществ и скорости реакции

Видео:Химия | Тепловой эффект химической реакции (энтальпия)Скачать

Химия | Тепловой эффект химической реакции (энтальпия)

Скорость реакции

Задание 127.
Как изменится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, при повышении температуры на 60 °С, если температурный коэффициент скорости данной реакции 2?
Решение:
Зависимость скорости химической реакции от температуры определяется эмпирическим правилом Вант-Гоффа по формуле:

Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению

Следовательно, скорость реакции Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнениюпри повышении температуры на 600 С 0 больше начальной скорости реакции в 64 раза.

Задание 121.
Окисление серы и ее диоксида протекает по уравнениям:
а) S (к) + O2 = SO2 (г); б) 2SO2 (г) + O2 = 2SO3 (г).
Как изменится скорость этих реакций, если объемы каждой из систем уменьшить в четыре раза?
Решение:
а) S (к) + O2 = SO2 (г)
Обозначим концентрации газообразных реагирующих веществ: [O2] = a, [SO2] = b. Согласно закону действующих масс, скорости прямой и обратной реакций до изменения объёма соответственно равны:

Vпр = k . a; Vобр = k . b.

После уменьшения объёма гетерогенной системы в четыре раза концентрация газообразных веществ увеличится в четыре раза: [O2] = 4a, [SO2] = 4b. При новых концентрациях скорости прямой и обратной реакций будут равны

Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению

Следовательно, после уменьшения объёма в системе скорости прямой и обратной реакций увеличились в четыре раза. Равновесие системы не сместилось.

Обозначим концентрации реагирующих веществ: [O2] = a, [SO2] = b, [SO3] = с. Согласно закону действующих масс, скорости прямой и обратной реакций до изменения объёма соответственно равны:

Vпр = ka 2 b; Vо б р = kc 2 .

После уменьшения объёма гомогенной системы в четыре раза концентрация реагирующих веществ увеличится в четыре раза: [O2] = 4a, [SO2] = 4b, [SO3] = 4с При новых концентрациях скорости прямой и обратной реакций будут равны:

Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению

Следовательно, после уменьшения объёма в системе скорость прямой реакции возросла в 64 раза, а обратной – в 16. Равновесие системы при этом сместилось вправо, в строну уменьшения образования газообразных веществ.

Видео:Типы Химических Реакций — Химия // Урок Химии 8 КлассСкачать

Типы Химических Реакций — Химия // Урок Химии 8 Класс

Константы равновесия гомогенной системы

Задание 122.
Напишите выражение для константы равновесия гомогенной системы:
N2 + ЗН2 = 2NH3. Как изменится скорость прямой реакции образования аммиака, если увеличить концентрацию водорода в три раза?
Решение:
Уравнение реакции:

Выражение константы равновесия данной реакции имеет вид:

Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению

Обозначим концентрации газообразных реагирующих веществ: [N2] = a, [H2] = b. Согласно закону действующих масс, скорость прямой реакций до увеличения концентрации водорода равна: Vпр = kab 3 . После увеличения концентрации водорода в три раза концентрации исходных веществ будут равны: [N2] = a, [H2] = 3b. При новых концентрациях скорости прямой реакций будет равна:

Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению

Следовательно, после увеличения концентрации водорода в три раза скорость реакции возросла в 27 раз. Равновесие, согласно принципу Ле Шателье, сместилось в сторону уменьшения концентрации водорода, т. е. вправо.

Задание 123.
Реакция идет по уравнению N2 + O2 = 2NO. Концентрации исходных веществ до начала реакции были [N2] = 0,049 моль/л, [O2] = 0,01 моль/л. Вычислите концентрацию этих веществ, когда [NO] = 0,005 моль/л. Ответ: [N2] 0,0465 моль/л; [O2] = 0,0075 моль/л.
Решение:
Уравнение реакции имеет вид:

Из уравнения реакции следует, что на образование 2 моль NO расходуется по 1 моль N2 и О2, т. е. на образование NO требуется в два раза меньше N2 и О2. Исходя из сказанного, можно предположить, что на образование 0,005 моль NO затрачивается по 0,0025 моль N2 и О2. Тогда конечные концентрации исходных веществ будут равны:

[N2]конечн. = [N2]исх. – 0,0025 = 0,049 – 0,0025 = 0,0465 моль/л;
[O2]конечн. = [O2]исх. — 0,0025 = 0,01 – 0,0025 = 0,0075 моль/л.

Ответ: [N2]конечн. = 0,0465 моль/л; [O2]конечн. = 0,0075 моль/л.

Задание 124.
Реакция идет по уравнению N2 + ЗН2 = 2NH3. Концентрации участвующих в ней веществ (моль/л): [N2] = 0,80; [H2] = 1,5; [NH3] = 0,10. Вычислите концентрацию водорода и аммиака [N2] = 0,5 моль/л. Ответ: [NH3] = 0,70 моль/л; [Н2) = =0,60 моль/л.
Решение:
Уравнение реакции имеет вид:

Из уравнения следует, что из 1 моль N2 Образуется 2 моль NH3 и расходуется 3 моль Н2. Таким образом, при участии в реакции определённого количества азота образуется в два раза большее количество аммиака и прореагирует в три раза больше водорода. Рассчитаем количество азота, которое прореагировало: 0,80 – 0,50 = 0,30 моль. Рассчитаем количество аммиака, которое образовалось: 0,3 . 2 = 0,6 моль. Рассчитаем количество прореагировавшего водорода: 0,3 . 3 = 0,9 моль. Теперь рассчитаем конечные концентрации реагирующих веществ:

[NH3]конечн. = 0,10 + 0,60 = 0,70 моль;
2]конечн. = 1,5 — 0,90 = 0,60 моль;
[N2]конечн. = 0,80 — 0,50 = 0,30 моль.

Ответ: [NH3] = 0,70 моль/л; [Н2) = =0,60 моль/л.

Скорость, температурный коэффициент скорости реакции

Задание 125.
Реакция идет по уравнению Н2 + I2 = 2НI. Константа скорости этой реакции при некоторой температуре равна 0,16. Исходные концентрации реагирующих веществ (моль/л): [Н2] = 0,04:
[I2] = 0,05. Вsчислите начальную скорость реакции и ее скорость при [H2] = 0,03 моль/л. Ответ: 3,2 . 10 -4 , 1,92 . 10 -4
Решение:
Уравнение реакции имеет вид:

При исходных концентрациях реагирующих веществ, согласно закону действующих масс, скорость реакции будет равна при обозначении концентраций исходных веществ: [Н2] = a, [I2] = b.

Vпр = kab = 0,16 . 0,04 . 0,05 = 3,2 . 10 -4 .

Рассчитаем количество водорода, которое вступило в реакцию, если концентрация его изменилась и стала 0,03 моль/л, получим: 0,04 — 0,03 = 0,01 моль. Из уравнения реакции следует, что водород и йод реагируют друг с другом в отношении 1 : 1, значит в реакцию вступило тоже 0,01 моль йода. Отсюда, конечная концентрация йода равна: 0,05 -0,01 = 0,04 моль. При новых концентрациях скорость прямой реакции будет равна:

Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению

Ответ: 3,2 . 10 -4 , 1,92 . 10 -4 .

Задание 126.
Вычислите, во сколько раз уменьшится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, если понизить температуру от 120 до 80 °С. Температурный коэффициент скорости реакции З.
Решение:
Зависимость скорости химической реакции от температуры определяется эмпирическим правилом Вант-Гоффа по формуле:

Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению

Следовательно, скорость реакции Как изменится скорость реакции получения аммиака протекающей по уравнению; при 800 0 С меньше скорости реакции при 1200 0 С в 81 раз.

📺 Видео

Химические уравнения // Как Составлять Уравнения Реакций // Химия 9 классСкачать

Химические уравнения // Как Составлять Уравнения Реакций // Химия 9 класс

259. Как изменится скорость хим реакции, если увеличить давлениеСкачать

259.  Как изменится скорость хим реакции, если увеличить давление

Скорость химической реакции. Практическая часть. 10 класс.Скачать

Скорость химической реакции. Практическая часть. 10 класс.

Влияние температуры на скорость химических реакций. 10 класс.Скачать

Влияние температуры на скорость химических реакций. 10 класс.

Факторы, влияющие на скорость реакции/Страницы 154-160/ номера 1-57/.Скачать

Факторы, влияющие на скорость реакции/Страницы 154-160/ номера 1-57/.

123. Решение задач на нахождение скорости хим. реакции по известным концентрациям и времени.Скачать

123. Решение задач на нахождение скорости хим. реакции по известным концентрациям и времени.

Скорость реакции. Химия – ПростоСкачать

Скорость реакции.  Химия – Просто

Все о скорости химической реакции | Химия ЕГЭ 10 класс | УмскулСкачать

Все о скорости химической реакции | Химия ЕГЭ 10 класс | Умскул

Скорость химической реакцииСкачать

Скорость химической реакции

Скорость химической реакции, Задание 18 ЕГЭ по химии | ЕГЭ по химии 2024Скачать

Скорость химической реакции, Задание 18 ЕГЭ по химии | ЕГЭ по химии 2024

Зависимость скорости реакции от концентрации реагентовСкачать

Зависимость скорости реакции от концентрации реагентов
Поделиться или сохранить к себе: