DWMED

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.

© dr inż. Rafał Szczypiński, wszelkie prawa zastrzeżone

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.

© dr inż. Rafał Szczypiński, wszelkie prawa zastrzeżone

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.

© dr inż. Rafał Szczypiński, wszelkie prawa zastrzeżone

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.

© dr inż. Rafał Szczypiński, wszelkie prawa zastrzeżone

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?

© dr inż. Rafał Szczypiński, wszelkie prawa zastrzeżone

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)?

© dr inż. Rafał Szczypiński, wszelkie prawa zastrzeżone

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. 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.

© dr inż. Rafał Szczypiński, wszelkie prawa zastrzeżone

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.

© dr inż. Rafał Szczypiński, wszelkie prawa zastrzeżone

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. W układzie ustaliła się wówczas równowaga dynamiczna, przedstawiona wyżej opisanym równaniem stechiometrycznym.

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

© dr inż. Rafał Szczypiński, wszelkie prawa zastrzeżone

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.

© dr inż. Rafał Szczypiński, wszelkie prawa zastrzeżone

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.

© dr inż. Rafał Szczypiński, wszelkie prawa zastrzeżone

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:

CH₃OH_(g) ⇄  CO_(g) + 2H_2(g)

© dr inż. Rafał Szczypiński, wszelkie prawa zastrzeżone

Produkty docelowe wielu procesów w technologii chemicznej powstają na skutek przebiegu kilku reakcji następczych. Rysunek poniżej przedstawia zmiany stężeń reagentów (A÷D) układu reakcyjnego w czasie prowadzenia pewnego procesu technologicznego, któremu towarzyszą dwie reakcje chemiczne.

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

Na podstawie zamieszczonego wykresu  określ, czy w układzie tym ustalił się stan równowagi dynamicznej? Uzasadnij swoje stanowisko.

© dr inż. Rafał Szczypiński, wszelkie prawa zastrzeżone

Produkty docelowe wielu procesów w technologii chemicznej powstają na skutek przebiegu kilku reakcji następczych. Rysunek poniżej przedstawia zmiany stężeń reagentów (A÷D) układu reakcyjnego w czasie prowadzenia pewnego procesu technologicznego, któremu towarzyszą dwie reakcje chemiczne.

W tabeli poniżej zebrano dane na temat  trzech niezależnych od siebie procesów chemicznych, podczas których biegną po dwie reakcje chemiczne.

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

Spośród procesów (1÷3) podanych w tabeli wybierz jeden, którego reagentom można przypisać wykres zmian ich stężeń przedstawiony w informacji wprowadzającej. Uzasadnij swój wybór.

© dr inż. Rafał Szczypiński, wszelkie prawa zastrzeżone

Produkty docelowe wielu procesów w technologii chemicznej powstają na skutek przebiegu kilku reakcji następczych. Rysunek poniżej przedstawia zmiany stężeń reagentów (A÷D) układu reakcyjnego w czasie prowadzenia pewnego procesu technologicznego, któremu towarzyszą dwie reakcje chemiczne.

W tabeli poniżej zebrano dane na temat  trzech niezależnych od siebie procesów chemicznych, podczas których biegną po dwie reakcje chemiczne.

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

Podkreśl wyrażenia w nawiasach tak, aby powstały zdania prawdziwe.

Krzywą opisującą zmianę stężenia wejściowego substratu w czasie prowadzonego procesu oznaczono literą (A/B/C/D). Na podstawie zamieszczonych wykresów można wnioskować, że liczba izomerycznych produktów powstałych w wyniku przebiegu pierwszej z reakcji chemicznych wynosi (dwa/trzy/cztery), a ich zawartość w układzie reakcyjnym opisuje krzywa oznaczona literą (A/B/C/D). Krzywa oznaczona na wykresie literą (A/B/C/D) opisuje zmianę stężenia związku chemicznego, który powstaje w wyniku przebiegu wyłącznie drugiej reakcji chemicznej.

© dr inż. Rafał Szczypiński, wszelkie prawa zastrzeżone