DWMED

Poniższy wykres ilustruje charakterystykę zmian wartości stałej równowagi reakcji syntezy amoniaku w zakresie temperatur 298 K ÷ 2000 K.

Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.

W reaktorze o pojemności 2,24 dm³ przygotowano mieszaninę azotu z wodorem (warunki normalne), której masa wynosiła 0,72 g. Następnie przepompowano ją do reaktora o pojemności równej 1 dm³ i w obecności katalizatora, w pewnej temperaturze przeprowadzono syntezę amoniaku. Po ustaleniu się stanu równowagi dynamicznej, w układzie stwierdzono obecność 0,4 milimola produktu.

Podkreśl właściwe wyrażenie w nawiasie. Uzasadnij swój wybór.

Podczas produkcji gazu syntezowego w jednym z etapów procesu ustala się równowaga dynamiczna opisana równaniem:

CH_4(g) + H₂O_(g) ⇄ CO_(g) + 3H_2(g)       ∆H^o = 206 kJ

Na podstawie: K. Schmidt-Szałowski i inni, Technologia chemiczna. Przemysł nieorganiczny, Warszawa 2013.

Rysunek poniżej przedstawia cztery wykresy (A÷D), przy czym tylko jeden z nich ilustruje zmiany energii podczas przebiegu opisanej reakcji chemicznej.

Spośród podanych wykresów (A÷D) wybierz ten, który w sposób poprawny ilustruje zmiany energii reagentów podczas przebiegu reakcji chemicznej, której równanie przedstawiono w informacji wprowadzającej.

Przebiegającą w fazie gazowej pirolizę metanu  opisuje  równanie stechiometryczne:

2CH₄ ⇄ C₂H₂ + 3H₂            ΔH^o = 381 kJ

W zależności od temperatury prowadzenia procesu, wydajność procentowa tworzenia acetylenu przyjmuje wartości: 0,0%, 1,5%, 11,8%, 46,2%, 96,5% oraz 99,7%.

Na podstawie: I. P. Muchlenow i inni, Ogólna technologia chemiczna, Warszawa 1974.

W tabeli poniżej zebrano dane na temat temperatur, w jakich prowadzono pirolizę metanu.

Przyporządkuj podane w informacji wprowadzającej wartości procentowej wydajności tworzenia acetylenu do odpowiedniej temperatury, w jakiej przebiegała reakcja. Uzasadnij swoje stanowisko.

Poniższy wykres ilustruje charakterystykę zmian wartości stałej równowagi reakcji syntezy amoniaku w zakresie temperatur 298 K ÷ 2000 K.

Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.

W reaktorze o pojemności 2,24 dm³ przygotowano mieszaninę azotu z wodorem (warunki normalne), której masa wynosiła 0,72 g. Następnie przepompowano ją do reaktora o pojemności równej 1 dm³ i w obecności katalizatora, w pewnej temperaturze przeprowadzono syntezę amoniaku. Po ustaleniu się stanu równowagi dynamicznej, w układzie stwierdzono obecność 0,4 milimola produktu.

Na podstawie odpowiednich obliczeń ustal, który z substratów (azot, czy wodór) został użyty w nadmiarze?

Wodne roztwory glukozy wykazują czynność optyczną. Wartości skręcalności właściwej świeżo sporządzonych roztworów α-D-glukopiranozy oraz β-D-glukopiranozy równe są odpowiednio 112,2^o i 18,7^o. Ponieważ w obu wymienionych roztworach przebiega zjawisko mutarotacji, po pewnym czasie ustala się stan równowagi, w którym obecne są niemal wyłącznie wymienione dwa rodzaje stereoizomerów D-glukopiranozy (α i β). W opisanym układzie skręcalność właściwa roztworu wynosi 52,6^o i jest wartością średnią wynikającą z udziałów skręcalności właściwych poszczególnych czynnych optycznie składników.

Wartości skręcalności właściwej pochodzą z podręcznika J. McMurry, Chemia organiczna, Warszawa 2012.

Z dokładnością do trzech cyfr znaczących oblicz wartość stałej równowagi reakcji mutarotacji α-D-glukopiranozy, a następnie podkreśl odpowiednie wyrażenie w nawiasie. Uzasadnij swój wybór.

Wodne roztwory glukozy wykazują czynność optyczną. Wartości skręcalności właściwej świeżo sporządzonych roztworów α-D-glukopiranozy oraz β-D-glukopiranozy równe są odpowiednio 112,2^o i 18,7^o. Ponieważ w obu wymienionych roztworach przebiega zjawisko mutarotacji, po pewnym czasie ustala się stan równowagi, w którym obecne są niemal wyłącznie wymienione dwa rodzaje stereoizomerów D-glukopiranozy (α i β). W opisanym układzie skręcalność właściwa roztworu wynosi 52,6^o i jest wartością średnią wynikającą z udziałów skręcalności właściwych poszczególnych czynnych optycznie składników.

Wartości skręcalności właściwej pochodzą z podręcznika J. McMurry, Chemia organiczna, Warszawa 2012.

Sporządzono 100 cm³ 0,5-molowego roztworu α-D-glukopiranozy.

Oblicz, jakie będą stężenia molowe anomerów α i β tego monosacharydu w roztworze w stanie równowagi? Wyniki podaj z dokładnością do dwóch cyfr znaczących.

Poniższy wykres ilustruje charakterystykę zmian wartości stałej równowagi reakcji syntezy amoniaku w zakresie temperatur 298 K ÷ 2000 K.

Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.

W reaktorze o pojemności 2,24 dm³ przygotowano mieszaninę azotu z wodorem (warunki normalne), której masa wynosiła 0,72 g. Następnie przepompowano ją do reaktora o pojemności równej 1 dm³ i w obecności katalizatora, w pewnej temperaturze przeprowadzono syntezę amoniaku. Po ustaleniu się stanu równowagi dynamicznej, w układzie stwierdzono obecność 0,4 milimola produktu.

Oblicz wartość stałej równowagi reakcji syntezy amoniaku w opisanych w informacji wprowadzającej warunkach, a następnie na podstawie zamieszczonego wykresu oszacuj temperaturę, w jakiej przeprowadzono ten proces.

Reakcję estryfikacji kwasu etanowego  propan-2-olem opisuje równanie chemiczne:

CH₃COOH + CH₃CH(OH)CH₃ ⇄ CH₃COOCH(CH₃)₂ + H₂O

W pewnej temperaturze stała równowagi tej reakcji ma wartość 1. W celu przeprowadzenia syntezy estru przygotowano mieszaninę kwasu etanowego i propan-2-olu, w której stosunek molowy substratów wynosił 5:2. Po ustaleniu się stanu równowagi, w układzie reakcyjnym stwierdzono obecność 2 moli etanianu prop-2-ylu.

Oblicz, jaką liczbę moli propan-2-olu należałoby dodatkowo wprowadzić do uzyskanej mieszaniny równowagowej, aby po ustaleniu się nowego stanu równowagi, w mieszaninie poreakcyjnej znajdowało się 5 moli estru? Wynik podaj z dokładnością do trzech cyfr znaczących.

Reakcję estryfikacji kwasu etanowego  propan-2-olem opisuje równanie chemiczne:

CH₃COOH + CH₃CH(OH)CH₃ ⇄ CH₃COOCH(CH₃)₂ + H₂O

W pewnej temperaturze stała równowagi tej reakcji ma wartość 1. W celu przeprowadzenia syntezy estru przygotowano mieszaninę kwasu etanowego i propan-2-olu, w której stosunek molowy substratów wynosił 5:2. Po ustaleniu się stanu równowagi, w układzie reakcyjnym stwierdzono obecność 2 moli etanianu prop-2-ylu. Do uzyskanej mieszaniny równowagowej dodano 3 mole propan-2-olu.

Za pomocą liczb moli wyraź ilości wszystkich reagentów, jakie znalazły się w naczyniu po ustaleniu się nowego stanu równowagi. Wyniki obliczeń podaj z dokładnością do trzech cyfr znaczących.

Reakcję estryfikacji kwasu etanowego  propan-2-olem opisuje równanie chemiczne:

CH₃COOH + CH₃CH(OH)CH₃ ⇄ CH₃COOCH(CH₃)₂ + H₂O

W pewnej temperaturze stała równowagi tej reakcji ma wartość 1. W celu przeprowadzenia syntezy estru przygotowano mieszaninę kwasu etanowego i propan-2-olu, w której stosunek molowy substratów wynosił 5:2. Po ustaleniu się stanu równowagi, w układzie reakcyjnym stwierdzono obecność 2 moli etanianu prop-2-ylu.

Oblicz masę mieszaniny kwasu etanowego i propan-2-olu wykorzystanej w celu uzyskania podanej ilości estru. Wynik podaj z dokładnością do trzech cyfr znaczących.

Cyjanowodór jest cieczą wrzącą w temperaturze 299 K, a jego dawka śmiertelna wynosi 50 mg. Reakcję otrzymywania tego związku chemicznego opisuje równanie:

CH_4(g) + NH_3(g) ⇄ HCN_(g) + 3H_2(g)                    ΔH^o = 252 kJ

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

W pewnych warunkach stała równowagi opisanej reakcji wynosi 0,001.

Oblicz masę metanu i amoniaku w równomolowej mieszaninie tych gazów, jaka musi zostać sporządzona, aby w reaktorze o pojemności równej 1 dm³ powstała ilość cyjanowodoru odpowiadająca jego dawce śmiertelnej. Wyniki podaj w miligramach, z dokładnością do trzech cyfr znaczących.

Cyjanowodór jest cieczą wrzącą w temperaturze 299 K, a jego dawka śmiertelna wynosi 50 mg. Reakcję otrzymywania tego związku chemicznego opisuje równanie:

CH_4(g) + NH_3(g) ⇄ HCN_(g) + 3H_2(g)                    ΔH^o = 252 kJ

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

W pewnych warunkach stała równowagi opisanej reakcji wynosi 0,001.

Wiedząc, że substraty zmieszano w stosunku stechiometrycznym oblicz jej wydajność, jeśli powstanie ilość cyjanowodoru odpowiadająca jego dawce śmiertelnej. Wynik obliczeń podaj z dokładnością do cyfry jedności.

Cyjanowodór jest cieczą wrzącą w temperaturze 299 K, a jego dawka śmiertelna wynosi 50 mg. Reakcję otrzymywania tego związku chemicznego opisuje równanie:

CH_4(g) + NH_3(g) ⇄ HCN_(g) + 3H_2(g)                    ΔH^o = 252 kJ

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

W reaktorze o pojemności równej 1 dm³ umieszczono 4 mole metanu (CH₄). Po wprowadzeniu do tego naczynia pewnej liczby moli amoniaku i ogrzaniu jego zawartości do temperatury T zainicjowano reakcję chemiczną, której stała równowagi w opisanych warunkach ma wartość 1.

Oblicz, jaką liczbę moli amoniaku wprowadzono do naczynia, jeśli w stanie równowagi liczba cząsteczek wodoru była taka sama, jak liczba cząsteczek metanu?

Podczas reakcji tlenku węgla(IV) z wodorem w naczyniu o pojemności 1 dm³, w pewnej temperaturze T ustala się równowaga, którą można przedstawić równaniem w postaci:

CO_2(g) + H_2(g) ⇄ CO_(g) + H₂O_(g)

W opisanych warunkach stała równowagi tej reakcji chemicznej ma wartość 2.

Oblicz, w jakim stosunku molowym należy zmieszać tlenek węgla(IV)  i wodór, aby po zainicjowaniu reakcji chemicznej i osiągnięciu stanu równowagi, w temperaturze T liczba moli wodoru była trzykrotnie mniejsza, niż liczba moli tlenku węgla(II)?

Reakcja metanu z dwutlenkiem węgla przebiega zgodnie z równaniem chemicznym:

CH_4(g) + CO_2(g) ⇄ 2CO_(g) + 2H_2(g)

W pozbawionym powietrza, szczelnie zamykanym reaktorze o pojemności 10 dm³ umieszczono 22 cm³ „suchego lodu” (stały CO₂) o gęstości 1,2 g/cm³. Następnie w warunkach normalnych odmierzono 6,72 dm³ metanu i przepompowano go do tego samego reaktora, co „suchy lód”. Po całkowitym przesublimowaniu dwutlenku węgla, w pewnych warunkach ciśnienia i temperatury zainicjowano reakcję chemiczną, która przebiegła z 60% wydajnością, co do wartości równą stopniu przereagowania substratu użytego w niedomiarze. W układzie ustaliła się wówczas równowaga dynamiczna, przedstawiona wyżej opisanym równaniem stechiometrycznym.

Określ skład reaktora w procentach objętościowych w stanie równowagi. Wyniki obliczeń podaj z dokładnością do pierwszego miejsca po przecinku.