Подбор коэффициентов в уравнениях ОВР методом электронного баланса

Смещение химического равновесия

2.1. Составьте выражение для константы равновесия по закону действующих масс; укажите, как сместится равновесие при повышении давления (объем реактора неизменный):

а) FeO_(т) + CO_(г) ⇄ Fe_(т) + СO_2(г)

б) NH_3(г) + HCl_(г) ⇄ NH₄Cl_(т)

в) SO_3(г) + NO_(г) ⇄ SO_2(г) + NO_2(г)

г) N_2(г) + O_2(г) ⇄ 2NO_(г)

д) H_2(г) + I_2(г) ⇄ 2HI_(г)

 

2.2. Составьте выражение для константы равновесия по закону действующих масс; укажите, как сместится равновесие при повышении давления (объем реактора неизменный):

а) N₂O_4(ж) ⇄ 2NO_2(г)

б) PCl_5(г) ⇄ PCl_3(г) + Cl_2(г)

в) 2NO_2(г) ⇄ N₂O_4(ж)

г) C₂H₅OH_(г) ⇄ C₂H_4(г) + H₂O_(г)

д) C₂H_6(г) ⇄ C₂H_4(г) + H_2(г)

 

2.3. Составьте выражение для константы равновесия по закону действующих масс; укажите, как сместится равновесие при повышении давления (объем реактора неизменный): 

а) 2HI_(г) ⇄ H_2(г) + I_2(г)

б) 2NO_(г) ⇄ N_2(г) + O_2(г)

в) 2SO_3(г) ⇄ 2SO_2(г) + O_2(г)

г) COCl_2(г) ⇄ 3СO_(г) + Cl_2(г)

д) 4HNO_3(г) ⇄ 4NO_2(г) + 2H₂O_(г) + O_2(г)

 

2.4. На основании закона действующих масс составьте выражение для константы равновесия:

FeO_(т) + CO_(г) ⇄ Fe_(т) + СO_2(г)

Укажите, как сместится равновесие 1) при увеличении количества оксида железа(II), 2) при уменьшении количества железа, 3) при увеличении количества диоксида углерода. Как изменится при этом значение константы равновесия?

 

2.5. Составьте выражение для константы равновесия по закону действующих масс; объясните, как сместится равновесие при 1) повышении температуры, 2) увеличении концентрации первого реагента, 3) уменьшении концентрации первого продукта:

а) H_2(г) + I_2(г) ⇄ 2HI_(г) – Q

б) N_2(г) + O_2(г) ⇄ 2NO_(г) + Q

в) SO_3(г) + NO_(г) ⇄ SO_2(г) + NO_2(г) – Q

г) NH_3(г) + HCl_(г) ⇄ NH₄Cl_(т) + Q

 

Расчет константы равновесия по равновесным концентрациям

2.6. Рассчитайте константу равновесия реакции

4А_(г) + В_(г) ⇄ 2С_(г) + 3D_(г)

если известны (при Т = const) равновесные концентрации веществ (моль/л).

Вариант	[A]	[B]	[C]	[D]
а	0,05	0,21	0,94	0,77
б	0,07	0,32	1,05	0,59
в	0,03	0,15	0,84	0,66
г	0,08	0,41	0,79	0,72
д	0,06	0,28	0,94	0,83
е	0,09	0,37	0,89	0,52

 

2.7. Рассчитайте константу равновесия реакции (при Т = const)

3А_(г) + 4В_(г) ⇄ С_(г) + 2D_(г)

если известны (при Т = const) равновесные концентрации веществ (моль/л).

Вариант	[A]	[B]	[C]	[D]
а	0,05	0,21	0,94	0,77
б	0,07	0,32	1,05	0,59
в	0,03	0,15	0,84	0,66
г	0,08	0,41	0,79	0,72
д	0,06	0,28	0,94	0,83
е	0,09	0,37	0,89	0,52

2.8. Рассчитайте константу равновесия реакции

2А_(г) + 3В_(г) ⇄ 5С_(г) + 2D_(г)

если известны (при Т = const) равновесные концентрации веществ (моль/л).

Вариант	[A]	[B]	[C]	[D]
а	0,05	0,21	0,94	0,77
б	0,07	0,32	1,05	0,59
в	0,03	0,15	0,84	0,66
г	0,08	0,41	0,79	0,72
д	0,06	0,28	0,94	0,83
е	0,09	0,37	0,89	0,52

 

2.9. Рассчитайте константу равновесия гетерогенной реакции

3А_(т) + 4В_(г) ⇄ С_(г) + 2D_(г)

если равновесные концентрации газообразных веществ равны

а) 0,05 моль/л

б) 0,21 моль/л

в) 0,32 моль/л

г) 0,15 моль/л

д) 0,41 моль/л

е) 0,28 моль/л

2.10. Рассчитайте константу равновесия гетерогенной реакции

2А_(г) + 3В_(т) ⇄ 5С_(г) + 2D_(г)

если равновесные концентрации газообразных веществ равны

а) 0,07 моль/л

б) 0,21 моль/л

в) 0,32 моль/л

г) 0,15 моль/л

д) 0,41 моль/л

е) 0,28 моль/л

 

Расчет равновесных концентраций веществ и степени протекания реакции

2.11. Для следующих равновесий с заданными константами равновесия и начальной концентрацией газообразного реагента рассчитайте равновесные концентрации газообразных веществ (моль/л) и степень протекания реакции:

а) FeO_(т) + CO_(г) ⇄ Fe_(т) + CO_2(г); K_c = 13,64, с = 2,05 моль/л

 

б) 2CuO_(т) + CO_(г) ⇄ Cu₂O_(т) + CO_2(г); K_c = 15,89, с = 3,21 моль/л

 

в) Fe₂O_3(т) + CO_(г) ⇄ 2FeO_(т) + CO_2(г); K_c = 11,33, с = 2,59 моль/л

 

2.12. Для следующих равновесий с заданными константами равновесия и начальной концентрацией газообразного реагента рассчитайте равновесные концентрации газообразных веществ (моль/л) и степень протекания реакции:

а) CoO_(т) + CO_(г) ⇄ Co_(т) + CO_2(г); K_c = 18,67, с = 1,77 моль/л

 

б) CuO_(т) + CO_(г) ⇄Cu_(т) + CO_2(г); K_c = 12,84, с = 4,43 моль/л

 

в) NiO_(т) + CO_(г) ⇄ Ni_(т) + CO_2(г); K_c = 16,09, с = 1,88 моль/л

 

2.13. Для следующих равновесий с заданными константами равновесия и начальной концентрацией газообразного реагента рассчитайте равновесные концентрации газообразных веществ (моль/л) и степень протекания реакции:

а) 3Fe₂O_3(т) + H_2(г) ⇄ 2(Fe^IIFe^III₂)O_4(т)+ H₂O_(г); K_c = 7,47, с = 1,44 моль/л

 

б) NiO_(т) + H_2(г) ⇄ Ni_(т) + H₂O_(г); K_c = 5,61, с = 1,19 моль/л

 

в) (Fe^IIFe^III₂)O_4(т) + H_2(г) ⇄ 3FeO_(т) + H₂O_(г); K_c = 4,56, с = 2,28 моль/л

 

2.14. Для следующих равновесий с заданными константами равновесия и начальной концентрацией газообразного реагента рассчитайте равновесные концентрации газообразных веществ (моль/л) и степень протекания реакции:

а) CoO_(т) + H_2(г) ⇄ Co_(т) + H₂O_(г); K_c = 6,50, с = 1,65 моль/л

 

б) Fe₂O_3(т) + H_2(г) ⇄ 2FeO_(т) + H₂O_(г); K_c = 7,03, с = 2,33 моль/л

 

в) 2C_(т) + O_2(г) ⇄ 2CO_(г); K_c = 0,31, с = 0,54 моль/л

 

2.15. Для следующих равновесий с заданными константами равновесия и начальной концентрацией газообразного реагента рассчитайте равновесные концентрации газообразных веществ (моль/л) и степень протекания реакции:

а) C_(т) + CO_2(г) ⇄ 2CO_(г); K_c = 0,84, с = 0,85 моль/л

 

б) C_(т) + 2H_2(г) ⇄ CH_4(г); K_c = 0,77, с = 1,92 моль/л

 

в) C_(т) + 2Cl_2(г) ⇄ CCl_4(г); K_c = 0,43, с = 1,42 моль/л

 

Расчет константы равновесия и по начальным концентрациям реагентов и равновесным концентрациям продуктов

2.16. В результате взаимодействия 19,99 моль H₂ и 100,98 моль I₂ равновесная смесь содержит 39,62 моль HI. Вычислите K _с.

 

2.17. В результате взаимодействия 1 моль H₂ и 1 моль I₂ равновесная смесь содержит 1,56 моль HI. Вычислите K _с.

 

2.18. В результате взаимодействия 20,57 моль H₂ и 5,22 моль I₂ равновесная смесь содержит 10,22 моль HI. Вычислите K _с.

 

2.19. В результате взаимодействия 20,53 моль H₂ и 25,43 моль I₂ равновесная смесь содержит 34,72 моль HI. Вычислите K _с.

 

2.20. В результате взаимодействия 20,41 моль H₂ и 52,80 моль I₂ равновесная смесь содержит 39,69 моль HI. Вычислите K _с.

Ответ:

 

Расчет константы равновесия сложных реакций

2.21. При Т = const определены константы равновесия гомогенных реакций:

(I) H₂ + Cl₂ ⇄ 2HCl; K _с(I) = 24,3

(II) 2H₂O ⇄ 2H₂ + O₂; K _с(II) = 0,84

Рассчитайте K _c процесса:

2H₂О + 2Cl₂ ⇄ 4НCl + O₂

 

2.22. При Т = const известны K _c реакций:

(I) Fe_(т) + CO_2(г) ⇄ FeO_(т) + CO_(г); K _c(I) = 215

(II) Fe_(т) + H₂O_(г) ⇄ FeO_(т) + H_2(г); K _c(II) = 163

Рассчитайте K _c процесса:

CO_2(г) + H_2(г) ⇄ CO_(г) + H₂O_(г)

 

2.23. При Т = const известны K _c реакций:

(I) H₂S_(г) ⇄ H_2(г) + S_(г); K _c(I) = 21,5

(II) H_2(г) + I_2(г) ⇄ 2HI_(г); K _c(II) = 16,3

Рассчитайте K _c процесса:

H₂S_(г) + I_2(г) ⇄ 2HI_(г) + S

 

2.24. При Т = const известны K _c реакций:

(I) 2NO_(г) + O_2(г) ⇄ 2NO_2(г); K _c(I) = 21,5

(II) 2SO_2(г) + O_2(г) ⇄ 2SO_3(г); K _c(II) = 16,3

Рассчитайте K _c процесса:

SO_2(г) + NO_2(г) ⇄ SO_3(г) + NO_(г)

 

2.25. При Т = const известны K _c реакций:

(I) CH_4(г) + 4S_(г) ⇄ CS_2(г) + 2H₂S_(г);          K _c(I) = 2,15

(II) S_(г) + H_2(г)  ⇄ H₂S_(г);               K _c(II) = 1,63

Рассчитайте K _c процесса:

CH_4(г) + 2S_(г) ⇄ CS₂(г) + 2H₂(г)

 

РАЗДЕЛ 3. ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ (ОВР)

Подбор коэффициентов в уравнениях ОВР методом электронного баланса

3.1. В следующих реакциях найдите элементы, повышающие и понижающие свою степень окисления; подберите коэффициенты, используя электронный баланс; укажите тип реакции окисления–восстановления (межмолекулярная, внутримолекулярная, дисмутация, конмутация):

а) H₂S + HClO → S + HCl + H₂O;

KOH + Cl₂ → KClO₃ + KCl + H₂O;

HMnO₄ → MnO₂ + O₂ + H₂O

 

б) K₂MnO₄ + 2H₂O → KMnO₄ + MnO₂ + KOH;

PbS + H₂O₂ → PbSO₄ + H₂O;

ReCl₆ + KOH → KReO₄ + ReO₂ + KCl + H₂O

 

в) СaH₂ + H₂O → Ca(OH)₂ + H₂;

Na₃[Cr(OH)₆] + NaOH + PbO₂ → Na₂CrO₄ + H₂O + Na₂[Pb(OH)₄];

Cr₂O₃ + NaNO₃ + NaOH → Na₂CrO₄ + NaNO₂ + H₂O

 

г) K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ + Na₂SO₃ → Cr₂(SO₄)₃ + H₂O + Na₂SO₄ + K₂SO₄

As₂S₃ + HNO₃ + H₂O → H₃AsO₄ + H₂SO₄ + NO;

CO + (Fe^IIFe^III₂)O₄ → FeO + CO₂

 

д) Pb(NO₃)₂ → PbO + NO₂ + O₂;

TiO₂ + C + Cl₂ → TiCl₄ + CO;

MnO₂ + O₂ + KOH → K₂MnO₄ + H₂O

 

3.2. Подберите коэффициенты методом электронного баланса в уравнениях реакций, для каждой реакции укажите окислитель и восстановитель:

а) Fe(NO₃)₂ + O₂ + H₂O → Fe(NO₃)₂OH;

H₅IO₆ → I₂O₅ + O₂ + H₂O;

K₂Se + NaNO₃ → K₂SeO₄ + NaNO₃

 

б) Ca₃(PO₄)₂ + C + SiO₂ → Ca₂SiO₄ + P₄ + CO;

(NH₄)₂Cr₂O₇ → Cr₂O₃ + N₂ + H₂O;

RhF₆ + Cl₂ → RhF₃ + ClF

 

в) B(C₂H₅O)₃ + O₂ → B(OH)₃ + CO₂ + H₂O;

AgNO₃ → Ag + NO₂ + O₂;

NH₃ + Br₂ → N₂ + NH₄Br

 

г) B + NaOH + O₂ → NaBO₂ + H₂O;

Cu(NO₃)₃ → Cr₂O₃ + NO₂ + O₂;

Fe₂O₃ + KNO₃ + KOH → K₂FeO₄ + KNO₂ + H₂O

 

д) Cr₂O₃ + Na₂CO₃ + O₂ → Na₂CrO₄ + CO₂;

Na₂SO₃ → Na₂S + Na₂SO₄;

BrO₂F → BrF₃ + Br₂ + O₂

 

3.3. Составьте уравнения реакций, подобрав коэффициенты методом электронного баланса:

а) монооксид углерода + хлорид палладия(II) + вода → палладий + диоксид углерода + …;

хлорат калия + оксид марганца(IV) + гидроксид калия → манганат калия + хлорид калия + …;

 

б) монохлорид брома + вода → дибром + бромноватая кислота +…;

аммиак + дикислород = монооксид азота + …

 

в) иодид калия + хлорид железа(III) = дииод + хлорид железа(II) +…;

гидроксид кобальта(II) + пероксид водорода → метагидроксид кобальта + …

 

г) этилен + дикислород → диоксид углерода + …;

пероксид водорода + дииод → иодноватая кислота + …;

 

д) перхлорат магния = дихлор + дикислород + …;

аммиак + дикислород = диазот + …;