m
sd
ra
dic
uc
tu
aru
ulc e
s
Litt e r
Provexempel, jämvikt
e s a m a r a e, fr
Tillåtna hjälpmedel: Miniräknare och formelsamling.
Dessa frågor kan besvaras kortfattat, men svaret måste motiveras. Utan en riktig sådan ges
inga poäng oavsett om svaret i sig är riktigt.
1. Jämviktskonstanten för reaktionen N2(g) + 3H2(g) D 2NH3(g) är 2,37·10-3 (mol/dm3)-2 vid
1000 K. Vad är jämviktskonstanten vid samma tryck och temperatur för reaktionen
2NH3(g) D N2(g) + 3H2(g).
2.För jämvikten N2O4(g) D 2NO2(g) ökar värdet på K med ökande temperatur. Är
reaktionen åt höger exoterm eller endoterm?
3.Skriv uttrycken för K för följande jämvikter:
a) C(s) + CO2(g) D 2CO(g)
b) 2H2(g) + S2(g) D 2H2S(g)
c) 2Ag2O(s) D 4Ag(s) + O2(g)
4.Hur påverkas jämviktslägena i nedanstående reaktioner av en temperaturhöjning?
a) H2(g) + Cl2(g) D 2HCl(g) + värme
b) 2C2H2(g) + 5O2(g) D 4CO2(g) + 2H2O(g) ∆H = -2600 kJ
c) N2(g) + O2(g) D 2NO(g) ∆H = 180 kJ
5.Kopparsulfatlösning har blå färg. Om man sätter koncentrerad saltsyra till kopparsulfatlösning, så blir lösningen först grön och sedan vid en ökad tillsats av saltsyra gul.
Jämviktsreaktionen kan skrivas
Cu(H2O)42+(aq)
blå
+
4Cl–(aq)
D CuCl42–(aq)
+
4H2O(l)
gul
Hur ändras färgen om man till en grön lösning tillsätter:
a) vatten
b) fast natriumklorid
c) silvernitratlösning
För dessa frågor skall fullständig uträkning redovisas.
6.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 reaktionen:
2NO(g) + O2(g) D 2NO2(g). Ange både mätetal och enhet.
7. Vid 900 K är jämviktskonstanten 0,6 för reaktionen H2(g) + CO2(g) D CO(g) + H2O(g). I ett
kärl finns 0,25 mol vätgas, 0,10 mol koldioxid, 0,15 mol kolmonoxid och 0,20 mol vatten.
Råder jämvikt? Om så inte är fallet, åt vilket håll går reaktionen?
8.2,0 g PCl5 förs in i en kolv som rymmer 0,500 dm3. Kolven värms till 250°C. PCl5
sönderfaller och jämvikten PCl5(g) D PCl3(g) + Cl2(g) inställer sig. Man finner att det vid
jämvikt finns 0,50 g Cl2(g). Beräkna jämviktskonstanten för reaktionen.
9.Ett kärl med konstant volym innehåller vid en viss temperatur en jämviktsblandning.
Denna består av 0,60 mol SO3, 0,40 mol NO, 0,10 mol NO2 och 0,80 mol SO2.
a)Beräkna jämviktskonstanten för reaktionen SO2(g) + NO2(g) D SO3(g) + NO(g).
b)I kärlet införs 0,78 mol NO. Redogör för vilka förändringar detta åstadkommer och
beräkna sedan hur stor substansmängd det finns av var och en av de fyra gaserna när
ny jämvikt inträtt.
© Jonas Arvidsson, version 1.6
2015
Lösningar och kommentarer
1. Reaktionen är den omvända. Den nya jämviktskonstanten får man genom att invertera
K för den första. K = 422 (mol/dm3)2.
2.Att K ökar med temperaturen innebär att koncentrationen an NO2 ökar och
koncentrationen av N2O2 minskar. Jämviktsläget har förskjutits åt höger med ökande
temperatur. Reaktionen åt höger är alltså endoterm.
[CO(g)]2
3.
a) K = _______
[CO2(g)]
[H2S(g)]2
K = [O2(g)]
b)c)
K = ______________
[H2(g)]2 · [S2(g)]
Begreppet koncentration blir meningslöst för fasta ämenen, så dessa termer försvinner i
jämviktsekvationen
4.a) Reaktion åt vänster
b) reaktion åt vänster
c) reaktion åt höger
5.a) Lösningen blir blåare b) lösningen blir gulare
c) lösningen blir blåare (vit fällning av AgCl bildas)
6.
2NO(g) + O2(g) D 2NO2(g)
n/mol
3,5·10-4
0,80
0,25
(enligt frågan)
c/mol · dm-3
7,0·10-4
1,60
0,50
(dividera med volymen i frågan)
[NO2(g)]2
O,502
= _______________ = 3,2·105 (mol/dm3)–1
K = _______________
[NO(g)]2 · [O2(g)]
(7,0·10-4)2 · 1,60
7.
[CO(g)] · [H2O(g)]
(0,15/v) · (0,20/v)
= _________________ = 1,2, K = 0,5 ⇒ Q > K
Q = _______________
(0,25/v) · (0,10/v)
[H2(g)] · [CO2(g)]
Jämvikt råder inte. Reaktionen måste gå åt vänster.
8.
PCl5(g) D PCl3(g) + Cl2(g)
n/mol (start)
9,6·10-3 (startmassan 2,0 g PCl5(g))
n/mol (förändring)
-7,0·10-3 +7,0·10-3 +7,0·10-3 (jämviktsmassan 0,50 g Cl2(g),
lika mycket PCl3(g))
n/mol (vid jmv) 2,6·10-3
c/mol · dm-3 (vid jmv) 5,2·10-3
7,0·10-3
7,0·10-3
14,0·10-3 14,0·10-3
(dividera med volymen i frågan)
[PCl3(g)] · [Cl2(g)]
14,0·10-3 · 14,0·10-3
= _________________
= 38·10-3 mol/dm3
K = _______________
[PCl5(g)]
5,2·10-3
9.a)
n/mol (start)
SO2(g) + NO2(g) D SO3(g) + NO(g)
0,80
c/mol · dm-3 (vid jmv) 0,80/v
0,10
0,60
0,40
0,10/v
0,60/v
0,40/v
0,60/v · 0,40/v
[SO3(g)] · [NO(g)]
= _________________ = 3,0 (dimensionslös)
K = ________________
[SO2(g)] · [NO2(g)]
0,80/v · 0,10/v
b) När NO införs i systemet störs jämviktsläget. En del av denna kväveoxid reagerar med
svaveltrioxiden. Reaktion åt vänster inträffar.
SO2(g) + NO2(g) D SO3(g) + NO(g)
n/mol (före jämvikt)
0,80
0,10
n/mol (förändring)
+x
+x
n/mol (vid jämvikt)
0,80+x
c/mol · dm-3 (vid jmv) 0,80+x
v
0,60
0,40+0,78
-x
-x
0,10+x
0,60-x
1,18-x
0,10+x
v
0,60-x
v
1,18-x
v
[SO3(g)] · [NO(g)]
(0,60-x/v) · (1,18-x/v)
K = ________________ = ______________________ = 3,0
(0,80+x/v) · (0,10+x/v)
[SO2(g)] · [NO2(g)]
Termen v kan förkortas bort i detta uttryck. Fortsätt med att multiplicera paranteserna. x2
kan förkortas bort. x blir cirka 0,1. Sätt sedan in x i tabellen ovan: SO2 = 0,9, NO2= 0,2,
SO3 = 0,5, NO = 1,08.
10.
CO
(g)
n/mol (före jämvikt)
+
2H2(g)
D
CH3OH(g)
1,00
x n/mol (förändring)
-0,40
-0,80
n/mol (vid jämvikt)
0,60
x-0,80
0,40
(x-0,80)/50
0,40/50
c/mol · dm-3 (vid jämvikt) 0,60/50
[CH3OH(g)]
0,40/50
= ______________________
= 247
K = _________________
0,60/50 · (x - 0,80)/50)2
[CO(g)] · [H2(g)]
x1 = 3,40
x2 = -1,80 (orimligt)
Man hade alltså infört 3,40 mol vätgas.
+0,40
Antag att man
införde x mol
vätgas