ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Химическая кинетика и равновесие

Предыдущая 1 234 5 6 7 Следующая

Методические указания

Скорость химической реакции определяется многими факторами. В первую очередь, необходимо учитывать, в какой системе (гомогенной или гетерогенной) протекает процесс. В первом случае под скоростью подразумевается изменение количества вещества в единице объема (т.е. изменение молярной концентрации) за единицу времени, во втором - изменение количества вещества, отнесенное к единице поверхности раздела фаз в единицу времени.

Зависимость скорости химической реакции от природы реагирующих веществ и их концентрацией определяется законом действующих масс. Для

системы аА + вВ → сС + dD он имеет вид: V=k[A]^a[B]^b, где к - константа скорости, определяемая природой реагирующих веществ, [А] и [В] -концентрации реагирующих веществ.

Зависимость скорости от температуры определяется законом Вант-Гоффа:

Температурный коэффициент gизменяется в пределах от 2 до 4.

Регулировать скорость можно и введением в систему катализаторов или ингибиторов.

Для обратимой реакции при равенстве скоростей прямой и обратимой реакции наступает химическое равновесие, выражение константы для которого имеет вид:

Направление смещения равновесия подчиняется принципу Ле-Шателье.

3.3.2.Контрольные задания:

21.Приведите математическое выражение закона действующих масс для реакции 2СО +О₂ → 2СО₂ и определите, во сколько раз изменится скорость реакции, если увеличить концентрацию оксида углерода (II) в 4 раза, а кислорода уменьшить в 2 раза?

22.Как изменится скорость прямой реакции в системе

2NO(г) + О₂(г) = 2NО₂(г),

если уменьшить объем в 3 раза? Сместится ли при этом равновесие?

23.Приведите выражения для констант равновесия системы

СН₄(г) + СО₂(г) = 2СО(г) + 2Н₂(г).

В каком направлении произойдет смещение равновесий при повышении давления? Рассчитайте, как изменятся скорости прямой и обратной реакций при увеличении давления в четыре раза?

24.Равновесие в системе Н₂(г) + J₂(г) = 2HJ(г) установилось при следующих
концентрациях: [Н₂] = 0,025 моль/л; [J₂] = 0,05 моль/л; [HJ] = 0,09 моль/л.

Определите значение константы равновесия и исходные концентрации водорода и йода.

25.Равновесие в гомогенной газовой системе 2А + В Û F + 3D установилось в момент, когда прореагировало 40% вещества А. Вычислить константу равновесия, если исходная концентрация вещества А 1,2моль/л, а вещества В 1,6моль/л. В какую сторону сместится равновесие при увеличении давления?

26.В равновесной системе NiO_{( т )} + CO_{( г )} Û Ni_{( т )} + CO_{2( г )} с константой равновесия равной 0,8 рассчитайте равновесные концентрации газообразных веществ, если до наступления равновесия в некоторый момент времени концентрации газообразных веществ были одинаковыми и равными 2,2моль/л.

27.Две реакции при 20⁰С протекают с одинаковой скоростью. Температурный коэффициент скорости первой реакции равен 3, второй - 4. Найдите соотношение этих скоростей при 80 С.

28.В каком направлении сместится равновесие в системе

2 СО (г) + О₂(г) = 2СО₂ (г); ∆Н= - 568 кДж при: а) увеличении давления; б) понижении температуры; в) введении дополнительного количества С0₂? Почему? Какой вид имеет константа равновесия?

28.Какие параметры можно изменить, чтобы добиться смещения равновесия в системе 4НС1(г) + О₂(г) = 2С1₂(г) + 2 Н₂О (г); ∆Н= - 116,4 кДж в сторону исходных веществ? Дайте необходимые пояснения и приведите выражение для константы равновесия.

29.Для гетерогенной реакции 3Fe₂O_3(т) + H_2(г)Û 2Fe₃O_4(т) + H₂O_(г) с константой равновесия 7,47 и начальной концентрацией водорода 2,1моль/л рассчитайте равновесные концентрации всех газообразных веществ (моль/л).

30.В гомогенной химической реакции 2NO_(г) Û O_2(г) + N_2(г) установилось состояние равновесия с константой равновесия, равной 0,29. Рассчитайте равновесные концентрации всех веществ, если начальная концентрация NO равна 0,8моль/л.

Химическая термодинамика

Методические указания

Этот раздел изучает переходы энергии из одной формы в другую при химических реакциях и устанавливает направление и пределы их самопроизвольного протекания.

Тепловые эффекты изобарно-изотермических реакций определяются изменением энтальпии (∆Н х.р.), которые рассчитывают по уравнению:

∆Н _х..р. = являющимся математическим выражением

следствия закона Гесса: тепловой эффект химической реакции (∆Н _х..р.) равен сумме энтальпий образования продуктов реакции (∆ ) за вычетом суммы энтальпий образования исходных веществ (∆Н^исх) с учетом стехиометрических коэффициентов. Например, для системы:

2С₆Н₆(ж) + 15О₂(г) = 12СО₂(г) + 6Н₂О(ж),

∆Н⁰_обр.=6∆Н⁰_обр(Н₂О,ж)+12∆Н⁰_обр(СО₂,г)-2∆Н⁰_обр (С₆Н₆,ж).

Величина ∆Н⁰_обр простых веществ, находящихся в термодинамически

устойчивых при данных условиях фазовых и агрегатных состояниях, равна нулю.

Индекс «О» означает стандартное значение энтальпии.

Значение энтропии S характеризует меру неупорядоченности системы. Ее изменение можно рассчитать по уравнению:

В ряде случаев оценить знак изменения энтропии можно, не прибегая к расчетам. Для этого достаточно определить с увеличением или уменьшением объема газообразных веществ протекает реакция. В первом случае DS° > 0.

Для изобарно-изотермических процессов возможность самопроизвольного протекания реакции определяется знаком величины изменения энергии Гиббса ∆G⁰_х.р. Если ∆G⁰_х.р. < 0, то данная реакция может самопроизвольно протекать (при Р = const и Т = const). Величину ∆G _х.р.можно рассчитать по уравнению:

или на основе значений ∆Н и ∆S:

∆G = ∆H - T∆S.

Химическому равновесию отвечает условие ∆G = 0. Равновесию температуру. тогда можно рассчитать по уравнению:

3.4.2. Контрольные задания:

31.Определите ∆Н⁰₂₉₈(обр.NH₃,г) на основании следующих данных:

4NH₃(г) + 3O₂(г) = 2N₂(г) + 6Н₂O(ж); =-1530 кДж;

(обр. Н₂Oж) = -285,84 кДж/моль.

32 Определите для реакции 2NO + О₂ = 2NО₂, если

(обр.NO₂ж) = 335,5 кДж/моль, (O₂)= 205,0 Дж/моль К,

(NO)= 210,6 Дж/моль∙К. Возможна ли эта реакция при стандартных условиях?

33.При взаимодействии 4,2 г железа с серой выделилось 7,54 кДж теплоты. Составьте термохимическое уравнение и вычислите (обр.FeS, т ).

34. Прямая или обратная реакция СН₄ (г) + СO₂(г) = 2СО (г) + 2Н₂(г) будет протекать при стандартных условиях?

(o6p.CH₄,г) = -50,79 кДж/моль; обр.СО (.г ) = -137,27 кДж/моль. Не проводя вычислений, определите знак .

35. При какой температуре наступает химическое равновесие в системе
4НСl(г) + O₂(г) = 2Н₂О (г) +2 С1₂ (г); = -114,42 кДж.

HCl (г)= 186,68 O₂,(г)=205,03

(H₂О,г)=188,72 ; (С1₂,г)= 222,95

36. Не производя вычислений, установите знак AS0 для следующих процессов:
a) N₂ + 3H₂ → 2NH₃

6) N₂ + О₂ → 2NO

в) 2H₂S (г) + 3О₂(г) → 2Н₂О (ж) +2SО₂ (г)

г) СО₂(к) → СО₂(г)

37. Определите, возможно ли самопроизвольное течение реакции

РЬ + СuО → Сu + РЬО при стандартных условиях

(обр. СuО) = -162 ; (обр.PbO)=-219,3 кДж/моль;

(CuO)= 42,6 ; (PbO)= 66,1 ; (Pb)= 3,7 ;

(Cu)= 4,2 .

38. Сформулируйте закон Гесса и его следствия. Прокомментируйте их на конкретных примерах.

39. На основании следующих данных:

С(графит) + O₂(г) = СO₂(г); = - 393,5 кДж;

MgO(к) + CO₂(г) = MgCО₃(к); = -17,7 кДж;

2Mg(к) + О₂(г) = 2MgO(к); = -1203,6 кДж

вычислите (обр. MgCО₃, к).

40. Почему невозможны при любых температурах реакции, для которых ∆Н>0, a ∆S<0? При каких температурах (низких или достаточно высоких) возможны реакции с положительными значениями ∆Н, ∆S?

Предыдущая 1 234 5 6 7 Следующая