Давайте рассмотрим каждую задачу по очереди:

Задача 1

Сначала найдём константу химического равновесия для реакции:
$$H_2+I_2\rightleftharpoons 2HI.$$

Исходные концентрации:
$$[H_2]=0.02\text{моль/л},$$ $$[I_2]=0.04\text{моль/л}.$$

Поскольку реагенты прореагировали на 50%, то после реакции:

Концентрация $H_2$ уменьшится на $0.01$ моль/л $50$, и составит $[H_2]=0.02-0.01=0.01\text{моль/л}$.Концентрация $I_2$ уменьшится на $0.02$ моль/л $50$, и составит $[I_2]=0.04-0.02=0.02\text{моль/л}$.Концентрация $HI$ увеличится на $0.02$ моль/л $таккакобразуется2моляHIна1моль(H_2)и1моль(I_2)$, и составит $[HI]=0+0.02=0.02\text{моль/л}$.

Теперь можем выразить константу равновесия $K_c$:
$$K_c=\frac{[HI{]}^2}{[H_2][I_2]}=\frac{(0.02{)}^2}{(0.01)(0.02)}=\frac{0.0004}{0.0002}=2.$$

Таким образом, константа равновесия $K_c=2$.

Задача 2

Температурный коэффициент реакции $Q_T=3$ означает, что при повышении температуры скорость реакции увеличится в 3 раза. Чтобы скорость реакции увеличилась в 81 раз, нужно найти, сколько раз необходимо повысить температуру:

$$81=3^x\Rightarrow x={\log }_3(81)=4.$$

Это значит, что температуру нужно увеличить 4 раза. Если каждый раз увеличивать температуру, поднимая её до величины, при которой скорость увеличивается в 3 раза, значит, мы должны изменить температуру 4 раза, что в общей сложности приведет к увеличению скорости реакции в 81 раз.

Задача 3

Для реакции:
$$2CO+O_2\rightleftharpoons 2C{O}_2,$$ статус равновесия:
$$[CO]=2\text{моль/л},$$ $$[O_2]=4\text{моль/л},$$ $$[C{O}_2]=8\text{моль/л}.$$

Определим исходные концентрации реагентов до установления равновесия:

Пусть $x$ - количество веществ, прореагировавших до равновесия. Тогда:
$$[CO]=2-2x,$$ $$[O_2]=4-x,$$ $$[C{O}_2]=2x.$$

При равновесии:
$$2x=8\Rightarrow x=4.$$

Подставим значение $x$ обратно в уравнения для концентраций:
$$[CO]=2-2\cdot 4=-6\text{(такие значения недопустимы)},$$ $$[O_2]=4-4=0,$$ $$[C{O}_2]=2\cdot 4=8.$$

Ошибка в расчетах. Сначала у нас было 0 М по всем веществам и по 8 моль в процессе. Следовательно, изначальные концентрации CO и O2 соответствуют:

Исходные $[CO]=2+2x=2+8=10$ моль/л,Исходные $[O_2]=4+x=4+4=8$.Задача 4

Рассмотрим систему:
$$2NO+O_2\rightleftharpoons 2N{O}_2.$$

Уменьшение объема в 3 раза увеличивает концентрации всех газов в 3 раза, следовательно:

Концентрация $[NO]$ увеличится в 3 раза, Концентрация $[O_2]$ увеличится в 3 раза.

Закон Гей-Люссака и принцип Ле Шателье утверждает, что при увеличении концентрации реагентов, система будет смещаться в сторону продуктов $прямойреакции$. То есть, равновесие сместится вправо, в сторону $N{O}_2$.

Таким образом, при уменьшении объема скорость прямой реакции увеличится, а скорость обратной реакции также увеличится $всвязисповышениемконцентраций$ и равновесие сдвинется вправо к продуктам.