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.

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.

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 szczelnie zamykanym reaktorze o pojemności równej 1 dm³ umieszczono 1,3 mola metanu i przeprowadzono jego pirolizę w temperaturze równej 1400 K. Po ustaleniu się stanu równowagi dynamicznej w układzie stwierdzono, że w tych warunkach wydajność tworzenia się acetylenu wyniosła 46,2%.

Określ procentowy skład objętościowy mieszaniny w stanie równowagi, jaka ustaliła się w opisanych wyżej warunkach. Wyniki obliczeń podaj z dokładnością do trzech cyfr znaczących.

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.

Oblicz stałą równowagi reakcji chemicznej w opisanych w informacji wprowadzającej warunkach.

W jednym z etapów produkcji kwasu azotowego(V) ustala się równowaga opisana równaniem:

2NO_2(g) ⇄ N₂O_4(g)

W miarę obniżania temperatury ilość powstającego N₂O₄ stopniowo wzrasta i dochodzi do 80% objętościowych w temperaturze 300 K.

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

Opisany proces prowadzono w reaktorze o pojemności równej 1 dm³.

Oblicz wartość stałej równowagi podanej reakcji chemicznej w temperaturze 300 K. Wynik podaj z dokładnością do cyfry jedności.

W jednym z etapów produkcji kwasu azotowego(V) ustala się równowaga opisana równaniem:

2NO_2(g) ⇄ N₂O_4(g)

W miarę obniżania temperatury ilość powstającego N₂O₄ stopniowo wzrasta i dochodzi do 80% objętościowych w temperaturze 300 K.

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

Oblicz wartość stałej równowagi reakcji chemicznej prowadzącej do przekształcenia dimeru N₂O₄ w tlenek NO₂ w temperaturze 300 K, jeśli proces ten prowadzono w reaktorze o pojemności równej 1 dm³.

Na skalę techniczną metanol otrzymuje się w procesie, podczas przebiegu którego w układzie ustala się równowaga dynamiczna opisana równaniem:

CO_(g) + 2H_2(g) ⇄ CH₃OH_(g)                 ΔH^o = -128,2 kJ/mol

W temperaturze 298 K pod ciśnieniem normalnym metanol jest cieczą o gęstości 0,787 g/cm³.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010 oraz W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.

Do reaktora o stałej pojemności równej 1 dm³ wprowadzono 560 cm³ tlenku węgla(II) oraz stechiometryczną ilość wodoru, przy czym objętości obu gazów odmierzono w warunkach normalnych. W temperaturze T zainicjowano reakcję chemiczną i po pewnym czasie układ osiągnął stan równowagi. Stwierdzono, że powstało wówczas 203,3 mm³ metanolu (pomiaru tej objętości dokonano w temperaturze 298 K i pod ciśnieniem normalnym).

Oblicz, jaką wartość ma w temperaturze T stała równowagi reakcji opisanej równaniem:

Standardowa entalpia tworzenia pary wodnej wynosi –242 kJ·mol^–1.

Oblicz, ile energii na sposób ciepła wydzieli się, jeśli powstanie 7,2 g pary wodnej, w reakcji przedstawionej równaniem: