Chemia Fizyczna, ćwiczenia rachunkowe
Chemia, semestr III
(6) Stała równowagi reakcji.
1. Stała równowagi reakcji C + CO = 2CO w temp. 1000 K i pod ciśnieniem standardowym
(s) 2,(g) (g)
ma wartość 1,886. Wyznacz skład fazy gazowej w stanie równowagi.
2. Stopień dysocjacji N2O4 w temp. 323 K i pod ciśnieniem 3,57.103 Pa wynosi 0,926. Oblicz
wartość stopnia dysocjacji w podanej temperaturze pod ciśnieniem 2,44.104 Pa.
3. 1-penten i kwas trichlorooctowy reagują w roztworze inertnego rozpuszczalnika według
równania: C H + CCl COOH = CCl COOC H
5 10,(l) 3 (l) 3 5 11,(l)
W temp. 373 K i pod ciśnieniem standardowym z 2,15 moli 1-pentenu i 1 mola kwasu
trichlorooctowego powstaje 0,762 mola estru. Oblicz wydajność tej reakcji, jeżeli reaguje
7,13 moli 1-pentenu z 1 molem kwasu trichlorooctowego w tych samych warunkach.
4. Chlorek srebra tworzy z amoniakiem dwa związki stałe: AgCl.3NH3 oraz AgCl.1,5NH3.
Ich prężności rozkładowe w temp. 297 K wynoszą odpowiednio: 1,45.104 Pa i 1,24.104 Pa.
Jaki będzie równowagowy stan układu, jeżeli w naczyniu o pojemności 10 dm3 w temp. 297 K
umieścimy 0,02 mola AgCl i 0,1 mola gazowego amoniaku?
5. Wyznacz stałą równowagi reakcji 2COF = CO + CF w temp. 1273 K na podstawie
2,(g) 2,(g) 4,(g)
następujących danych. Mieszaninę CO2 i CF4 przepuszczano przez rurę z katalizatorem
platynowym o temp. 1273 K, a wychodzący gaz chłodzono. 5,24.10-4 m3 tego gazu
(w przeliczeniu na 273 K i 101325 Pa) wytrząsano z roztworem Ba(OH)2, który pochłaniał COF2
i CO2, a nie pochłaniał CF4. W fazie gazowej pozostało 1,91.10-4 m3 CF4 (273 K, 101325 Pa).
Osad ogrzewano z 50% roztworem CH3COOH, przy czym węglan rozpuszcza się, a w roztworze
pozostało 1,0652 g BaF2.
6. W zbiorniku o pojemności 2 litry zmieszano w temp. 190 oC 4,64 g Cl2 i 4,193 g SO2. Oba
składniki gazowe reagują ze sobą według równania: Cl + SO = SO Cl
2,(g) 2,(g) 2 2,(g)
Po ustaleniu się stanu równowagi ciśnienie całkowite w zbiorniku wynosiło 2 atm. Oblicz
ciśnienia cząstkowe oraz stężenia poszczególnych składników w stanie równowagi.
Chemia Fizyczna, ćwiczenia rachunkowe
Chemia, semestr III
(7) Związek stałej równowagi reakcji z entalpią swobodną. Izoterma van t Hoffa.
1. Wyznacz stałą równowagi reakcji 2H S + SO = 2H O + 3S w temp. 298 K na pods-
2 (g) 2,(g) 2 (g) (s)
tawie znanych wartości "twGo H2O(g), H2S,g) i SO2,(g), wynoszących odpowiednio  228 kJ . mol-1,
298
 32,6 kJ . mol-1 oraz  291 kJ . mol-1.
2. Przy ogrzewaniu stechiometrycznej mieszaniny metanu z parÄ… wodnÄ… w temp. 1100 K i pod
ciśnieniem standardowym w mieszaninie poreakcyjnej znajduje się 72,5% H2. Metan ulega
konwersji zgodnie z równaniem: CH + H O = CO + 3H
4,(g) 2 (g) (g) 2,(g)
Oblicz wartość stałej równowagi reakcji oraz "rGo w podanych warunkach.
3. W temp. 718 K prężność dysocjacji tlenku srebra (I) wynosi 2,1.107 Pa. Oblicz "rGo reakcji
syntezy Ag2O z pierwiastków w podanej temperaturze.
4. W naczyniu o objętości 1,435.10-2 m3 umieszczono 25,38 g stałego jodu i ogrzano do temp.
1350 K. W tej temperaturze ustaliło się ciśnienie 1,013.105 Pa. Oblicz stopień dysocjacji jodu oraz
stałą KP ustalającej się w podanej temperaturze równowagi I = 2I . Czy jod będzie ulegał
2,(g) (g)
dysocjacji, jeśli w tych samych warunkach (V i T) umieścimy w naczyniu mieszaninę 0,1 mola I2
i 0,1 mola I?
5. Dla reakcji rozkÅ‚adu wody na pierwiastki H O = H + ½O w temp. 2000 K standardowa
2 (g) 2,(g) 2,(g)
entalpia swobodna wynosi 135,2 kJ . mol-1. Oblicz ułamek molowy tlenu w gazach wylotowych,
jeśli para wodna jest przepuszczana przez piec rurowy w podanej temp. pod ciśnieniem 200 kPa.
6. W temperaturze 400 oC stała równowagi reakcji: N + 3H = 2NH ma wartość 1,60.10-4.
2,(g) 2,(g) 3,(g)
Oblicz wartość standardowej entalpii swobodnej reakcji oraz wartość entalpii swobodnej reakcji
odpowiadającą procesowi syntezy amoniaku prowadzonemu tak, że ciśnienia azotu i wodoru
utrzymywane są na stałym poziomie, odpowiednio 1,0 i 3,0 MPa, a powstający amoniak jest
usuwany z reaktora w taki sposób, że jego prężność cząstkowa wynosi 300 kPa. Czy w tych
warunkach synteza amoniaku zachodzi samorzutnie?
Chemia Fizyczna, ćwiczenia rachunkowe
Chemia, semestr III
(8) Zależność stałej równowagi reakcji od temperatury. Izobara van t Hoffa.
1. Zależność stałej równowagi reakcji 2H = H od temperatury można wyrazić równaniem:
(g) 2,(g)
logKP = -19700 + 4,89 .
T
Oblicz ciepło dysocjacji wodoru.
2. Przy jakiej temperaturze teoretyczna wydajność trójtlenku siarki w procesie przebiegającym
wedÅ‚ug reakcji SO + ½O = SO wyniesie 90%, jeżeli w gazie wlotowym znajduje siÄ™
2,(g) 2,(g) 3,(g)
6% SO2 i 12% O2 (resztę stanowi N2), a ciśnienie wynosi 1 atm. Proces jest izobaryczny, przy
czym "Go =  94 600 + 89,6 T.
3. W wysokiej temperaturze stopień dysocjacji (ąe) CO2,(g) do CO(g) i O2,(g) zmienia się
w następujący sposób:
T [K] 1395 1443 1498
Ä…e 1,44.10-4 2,50.10-4 4,71.10-4
Zakładając, że wartość "Ho jest stała w podanym zakresie temperatury, oblicz wartości K, "Go,
"Ho oraz "So tej reakcji, przyjmując uzasadnione przybliżenia.
4. Dla reakcji 4MnO = 2Mn O + O równowagowa prężność dysocjacji wynosi w temp.
2(s) 2 3,(s) 2,(g)
836 K  7,60.104 Pa, a w temp. 791 K  2,58.104 Pa. Oblicz wartość "CP tej reakcji przyjmując ją
za stałą w tym zakresie temperatury i wiedząc, że "Ho = 151,4 kJ . mol-1.
298
5. Dla reakcji uwodornienia benzenu C H + 3H = C H pod ciśnieniem standardowym
6 6,(g) 2,(g) 6 12,(g)
w zakresie temperatur 500÷550 K otrzymano nastÄ™pujÄ…cÄ… zależność staÅ‚ej równowagi od temp.:
9590
log K = - 9,9194logT + 2,285Å"10-3T + 8,565 .
T
Wyznacz zależność "Ho(T) oraz oblicz wartość "Ho . Wyniki otrzymane na podstawie danych
298
dotyczących stanu równowagi porównaj z obliczonymi na podstawie ciepeł tworzenia.
"twHo (C6H6,(g)) = 82,9 kJ . mol-1, "twHo (C6H12,(g)) = -123 kJ . mol-1.
298 298
6. Stopień dysocjacji jodowodoru w temp. 500 K wynosi 0,142, a w temp. 1000 K : 0,270. Oblicz
"So reakcji dysocjacji jodowodoru w temp. 750 K, podając przyjęte założenia.