1. No category

Övningar Jämvikter
1
Tiocyanatjoner, SCN-, och järn(III)joner, Fe3+, reagerar med varandra enligt formeln
SCNfärglös
+
Fe3+
svagt gul
⇌
FeSCN2+
röd
Vid ett försök sätter man en liten mängd fast natriumtiocyanat till en jämviktsblandning med
ovanstående joner. Vilka två av följande påståenden är korrekta?1
a)
b)
c)
d)
e)
f)
2
Lösningen blir färglös eller åtminstone ljusare
Lösningens färg ändras inte
Lösningen blir djupare röd
[FeSCN2+] ökar
[Fe3+] ökar
[SCN-] ändras inte
I vilka av följande gasjämvikter gynnas reaktionen åt höger av förhöjt tryck?2
a) N2O4
b) H2 + I2
c) SO2 + Cl2
d) CO + 2H2
e) C2H4 + H2
3
⇌
⇌
⇌
⇌
⇌
2NO2
2HI
SO2Cl2
CH3OH
C2H6
Jämvikten
2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g)
har ställt in sig i ett slutet kärl. Reaktionen från vänster till höger är exoterm. Genom vilken
eller vilka förändringar kan man öka mängden svaveltrioxid i blandningen?3
a)
b)
c)
d)
e)
1
2
3
höja temperaturen
öka trycket
tillföra mer svaveldioxid
tillsätta en katalysator
ta bort syrgas
c) och d)
c), d) och e)
b) och c)
4
Följande jämvikt har ställt in sig:4
2CO(g) + O2(g) ⇌ 2CO2(g)
H = -568 kJ för reaktionen åt höger.
Jämviktsblandningen kommer att innehålla mer koldioxid om man (ett alternativ är korrekt)
a)
b)
c)
d)
e)
5
höjer totaltrycket och temperaturen
sänker totaltrycket och temperaturen
sänkre totaltrycket och höjer temperaturen
tillsätter en katalysator
höjer totaltrycket och sänker temperaturen
En blandning av svaveldioxid och syre och svaveltrioxid befinner sig i jämvikt.
2SO2(g) + O2(g)
⇌ 2SO3(g)
Reaktionen åt höger är exoterm. Vilka av följande påståenden är felaktiga?5
a)
b)
c)
d)
e)
6
Ökningen av [O2] medför att [SO3] ökar.
Tryckökning medför att mängden SO3 minskar.
Temperaturhöjning påverkar inte jämviktsblandningens sammansättning.
Tillsats av en katalysator påverkar inte jämviktsblandningens sammansättning.
Minskning av [SO2] medför att [O2] ökar.
I ett kärl med volymen 5,0 dm3 upphettas 1,0 mol fosfor(V)klorid tills jämvikten
PCl5(g) ⇌ PCl3(g) + Cl2(g)
Ställt in sig. Man finner att det har bildats 0,20 mol PCl3. Vilket av följande påståenden är
felaktig?6
a) [PCl3] = 0,040 mol/dm3.
b) Det har bildats 0,10 mol klorgas vid reaktionen.
c) Jämviktskonstanten för reaktionen är 0,010 mol/dm3.
d) Jämviktsvillkoret är
7
4
5
6
7
 PCl3   Cl2   K
 PCl5 
Aluminium reagerar med saltsyra under utveckling av väte. Ange tre metoder att öka
reaktionens hastighet.7
e)
b) och c)
b)
Höja koncentrationen för saltsyran; Höja temperaturen; Mindre aluminiumbitar, omröring
8
Teckna uttrycken för nedanstående jämvikter och ange enheten för jämviktskonstanten.8
a)
b)
c)
d)
9
2H2O(g)
CO2(g) + H2(g)
4NH3(g) + 5O2(g)
4HCl(g) + O2(g)
⇌
⇌
⇌
⇌
2H2(g) + O2(g)
CO(g) + H2O(g)
4NO(g) + 6H2O(g)
2H2O(g) + 2Cl2(g)
För jämvikten
2NO2(g) ⇌ 2NO(g) + O2(g)
Är jämviktskonstanten K = 0,50 mol/dm3 vid ca 350 oC.
För reaktionen åt höger är H > 0.
I en behållare på 10,0 L finns vid ett tillfälle 2,0 mol kvävemonoxid, 0,050 mol syrgas och 0,20
mol kvävedioxid. Vilka två av följande påståenden är korrekta?9
a)
b)
c)
d)
e)
Systemet befinner sig i jämvikt vid 350 oC.
Systemet är inte i jämvikt vid 350 oC. Reaktionen går spontant åt vänster.
Systemet är inte i jämvikt vid 350 oC. Reaktionen går spontant åt höger.
Jämviktsblandningens sammansättning ändras om temperaturen ändras.
Jämviktsblandningens sammansättning ändras inte om trycket ändras.
10 För jämvikten
N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)
Är jämviktskonstanten 10,0 (mol/dm3)-2 vid 300 oC och 0,70 (mol/dm3)-2 vid 400 oC. Vilket av
nedanstående påståenden är felaktigt?10
a) Reaktionen N2(g) + 3H2(g)
⇌ 2NH3(g)
är exoterm.
b) Vid höjning av trycket i en jämviktsblandning vid konstant temperatur minskar [NH3].
c) Vid höjning av temperaturen i en jämviktsblandning från 300 oC till 400 oC vid konstant
tryck minskar [NH3].
d) Vid ökning av mängden kvävgas i en jämviktsblandning ökar [NH3].
e) Katalysator (i form av järn och aluminiumoxid) ökar hastigheten för reaktionerna i båda
riktningar.
11 En behållare visar sig vid analys innehålla 0,50 mol kolmonoxid, 0,050 mol koldioxid, 0,080 mol
vätgas och 0,040 mol vattenånga. Jämviktskonstanten för reaktionen
CO(g) + H2O(g) ⇌ CO2(g) + H2(g)
Är 4,0 vid rådande temperatur. Undersök om blandningen befinner sig i jämvikt. Om så är
fallet, åt vilket håll kommer reaktionen att gå?11
2
8
a)
[ H 2 ] ⋅[ O2] =K
2
[ H2O]
M
9 a) och d)
10 b)
11 Reaktionen går åt höger
 CO   H 2 O  K
b)
 CO2    H 2 
4
6

NO    H 2 O 
c)
 NH 3  4   O2  5
KM
2
2

H 2 O   Cl 2 
d)
 HCl  4   O2 
 K M 1
12 Pentan kan förbrännas enligt reaktionsformeln
C5H12(g) +8O2(g) ⇌ 5CO2(g) + 6H2O(g)
H = -3,3 MJ
Vilket av följande påståenden är felaktigt?12
a)
b)
c)
d)
e)
Det behövs 8,0 m3 syrgas för att förbränna 1 m3 pentan.
Om reaktionen sker vid konstant tryck och temperatur (> 100 oC) ökar volymen.
Om reaktionen sker vid konstant volym och temperatur (> 100 oC) minskar trycket.
Om man vill hålla temperaturen konstant måste värme ledas bort.
Om temperaturen hos de båda gasformiga reaktionsprodukterna sänks så att vattnet
kondenserar, minskar reaktionsprodukternas volym med mer än hälften.
13 Följande jämvikt har ställt in sig vid 500 K
PCl5(g) ⇌ PCl3(g) + Cl2(g)
I blandningen är [PCl5] = 0,25 M, [PCl3] = 0,50 M, och [Cl2] = 0,011 M.
Beräkna jämviktskonstanten. Även enheten skall anges.13
14 Fosgen, COCl2, kan framställas genom reaktion mellan kolmonoxid och klor enligt
reaktionsformeln
CO(g) + Cl2(g) ⇌ COCl2(g)
En jämviktsblandning I en behållare som har volymen 2,0 dm3 består av 4,0 mol CO, 2,0 mol
Cl2 och dessutom 3,0 mol COCl2. Beräkna jämviktskonstanten inklusive enheten för
konstanten.14
15 En blandning av 1,0 mol kolmonoxid och 1,0 mol vattenånga upphettades i närvaro av en
katalysator, varvid följande jämvikt inställde sig
CO(g) + H2O(g) ⇌ CO2(g) + H2(g)
Jämviktsblandningen visade sig innehålla 0,40 mol koldioxid. Beräkna härav
jämviktskonstanten vid den aktuella temperaturen.15
12
13
14
15
c)
2,2 · 10-2 M
0,75 M-1
0,4
16 Kvävemonoxid, NO, kan reagera med syrgas till kvävedioxid, NO2. Man kan ställa upp
följande reaktionsformler.
2NO(g) + O2(g) ⇌ 2NO2(g)
med jämviktskonstanten K1
2NO2(g) ⇌ N2O4(g)
med jämviktskonstanten K2
2NO(g) + O2(g) ⇌ N2O4(g)
med jämviktskonstanten K3
Ange sambandet mellan K1, K2 och K3.16
17 Då jod löses i en kaliumjodidlösning inställer sig jämvikten
I2(aq) + I-(aq) ⇌ I3-(aq)
Till 1,00 dm3 av en kaliumjodidlösning med koncentrationen 5,00  10-3 mol/dm3 sätts 1,40  103
mol jod, I2.
Med en spektrofotometer mäts halten av jodmolekyler, I2, i jämviktsblandningen till 4,0  10-4
mol/dm3. Beräkna jämviktskonstanten för ovanstående jämvikt. Volymändringen vid tillsatts av
jod försummas.17
18 I en behållare med volymen 50,0 dm3 införs 1,00 mol kolmonoxid och dessutom
3,40 mol vätgas. Gasblandningen upphettas till en viss temperatur.
Ämnena reagerar enligt formeln
CO(g) + 2H2(g) ⇌ CH3OH(g)
När jämvikt ställt in sig finner man att gasblandningen innehåller 0,400 mol metanol. Beräkna
jämviktskonstanten.18
19 Då en blandning av kvävgas och syrgas upphettas till mycket hög temperatur inställer sig
jämvikten
N2(g) + O2(g) ⇌ 2NO(g)
Vid upphettning till 2500 K av en gasblandning som bestod av 0,210 mol syrgas och 0,780 mol
kvävgas erhöll man 0,074 mol kvävemonoxid.
Beräkna jämviktskonstanten för reaktionen vid nämnd temperatur.19
16
17
18
19
K1 · K2 = K3
625 M-1
250 M-2
0,043
20 Man har en blandning av 2,17 mol kvävgas och 3,56 mol vätgas i ett kärl med volymen 1,00
dm3. Temperaturen är 1000 K. sedan jämvikt ställt in sig, analyseras blandningen och man
finner att den innehåller 0,360 mol ammoniak.
Beräkna jämviktskonstanten för reaktionen
N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)
Jämviktskonstantens enhet skall anges.20
21 En mol kvävgas och en mol syrgas blandas. Temperaturen höjs till ett visst värde. Jämvikten
N2(g) + O2(g)
⇌ 2NO(g)
inställer sig. I jämviktsblandningen är kvävemonoxidens koncentration 2 % av syrgasens
koncentration.
Sambandet mellan temperatur och jämviktskonstant för reaktionen framgår av nedanstående
tabell. Vilken är jämviktstemperaturen? Svara med närmaste hela hundratal celsiusgrader.21
Temperatur (oC)
1900
2000
2100
2200
2300
2400
2500
Jämviktskonstant
1,8  10-4
3,5  10-4
5,9  10-4
9,5  10-4
1,5  10-3
2,3  10-3
3,3  10-3
22 Vid en viss temperatur innehåller en jämviktsblandning 30,0 % SO3, 3,00 % SO2,
1,00 % O2 och 66,0 % N2.
I samtliga fall avses volymprocent. Beräkna jämviktskonstanten för jämvikten
2SO3(g) ⇌ 2SO2(g) + O2(g)
vid gällande temperatur.
Gasvolymen är 25,0 dm3/mol.22
23 I en behållare införs 6,8 g ammoniak.
Behållaren upphettas till 600 K.
Då jämvikten
2NH3(g) ⇌ N2(g) + 3H2(g)
ställt in sig finns 0,040 mol ammoniak i behållaren.
Hur många mol vätgas innehåller den då?23
20
21
22
23
0,0024 M-2
2000 oC
4  10-6 M
0,54 mol
24 Bestäm enheten för jämviktskonstanten då:24
a)
b)
fosfor(V)klorid bildas ur fosfor(III)klorid och klor
dikvävetetraoxid bildas ur kvävedioxid.
25 En behållare, som rymmer 0,50 dm3 innehåller vid jämvikt 3,510-4 mol NO(g), 0,80 mol O2(g)
och 0,25 mol NO2(g).
Beräkna jämviktskonstanten för reaktionen25
2NO(g) + O2(g) ⇌ 2NO2(g).
26 Jämviktskonstanten för reaktionen
H2(g) + I2(g) ⇌ 2HI(g)
Är 49 vid 450 oC. Ett kärl innehåller vid denna temperatur 5,0 mol H2,
0,5 mol I2 och 3,5 mol HI.
Åt vilket håll kommer reaktionen att gå?26
27 Kolmonoxid reagerar med vattenånga. Det bildas koldioxid och vätgas enligt reaktionsformeln:
CO(g) + H2O(g) ⇌ CO2(g) + H2(g)
I ett kärl med konstant volym införs 0,70 mol kolmonoxid, 0,60 mol vattenånga och 0,10 mol
koldioxid. Då jämvikt inträtt innehåller kärlet 0,50 mol koldioxid.27
a)
b)
c)
Beräkna jämviktskonstanten vid rådande försöksbetingelser.
Hur många gram vätgas innehåller jämviktsblandningen?
Hur stor substansmängd vattenånga skall föras in i jämviktskärlet för att
blandningen, sedan ny jämvikt inträtt, skall innehålla 0,50 mol väte? Volymen och
temperaturen anses vara oförändrade.
28 Man värmer 1,00 mol H2 och 1,00 mol I2 till 450 oC.
Hur många gram HI finns vid jämvikt i behållaren? 28
K = 49 för bildandet av HI.
24
25
26
27
28
a) M-1 b) M-1
3,2  105 M-1
Åt höger
a) K = 3,3 b) 0,81 g c) 0,35 mol
200 g