double arrow

Химическая кинетика. Химическое равновесие

1

Часть III. Задачи по общей химии

 

Химическая термодинамика. Термохимия

 

1. Рассчитайте стандартную энтальпию реакции

2AgNO3(т) → 2Ag(т) + 2NO2(г) + О2(г), если

ообр(AgNO3) = -124 кДж/моль;

ообр(NO2) = +33 кДж/моль.

Классифицируйте реакцию по знаку теплового эффекта.

Решение.

1.В соответствии со следствием закона Гесса рассчитаем значение (реакции):

(реакции)=( =(2*0+2*33)-2*(-124)=314 кДж

.2. Так как (реакции)>0, данная реакция является эндотермической, протекает с поглощением тепла.

 

2. Рассчитайте DS процесса 2N2(г) + O2(г) = 2N2O(г), если

Sо (N2,г) = 200 Дж/моль·К;

Sо (O2,г) = 205 Дж/моль·К;

Sо (N2O,г) = 219,9 Дж/моль·К.

Предскажите знак DSо процесса путём анализа уравнения химической реакции.

Решение.

1.В соответствии со следствием закона Гесса рассчитаем значение (реакции):

(реакции)= =

=2*219,9-(2*200+1*205)=-165,2дж/К

2.Согласно стехиометрии уравнения синтеза оксида азота(I) реакция протекает с уменьшением объема системы. Если в реакцию вступало три моля газов, то получено только два моля. Уменьшение объема системы всегда сопровождается уменьшением энтропии системы, что и показывают расчеты: (реакции)<0.




3. Определите DGо298 реакции Fe3O4 + 4CO = 3Fe + 4CO2, если:

DGо298 (Fe3O4) = -1014 кДж/моль,

DGо298 (CO) = - 137,2 кДж/моль,

DGо298 (CO2) = -394 кДж/моль.

Установите возможность самопроизвольного протекания процесса в стандартных условиях.

Решение.

1.В соответствии со следствием закона Гесса рассчитаем изменение изобарно-изотермического потенциала

(реакции)=( =(3*0+4*(-394))-(1*(-1014)+4*(-137,2))=-13,2 кДж

2.Так как значение <0, рассматриваемый процесс может протекать самопроизвольно в стандартных условиях.

 

Химическая кинетика. Химическое равновесие

 

4. Напишите кинетические уравнения следующих реакций:

а) С + О2 = СО2

б) 2NOCl(г) = 2NO(г) + Cl2(г)

в) C12H22O11 + H2O = 2C6H12O6

г) 2NO + H2 = N2O + H2O.

Объясните причину несовпадения молекулярности и порядка реакции.

Решение.

1.Кинетические уравнения отражают взаимосвязь между концентрациями исходных веществ, находящихся в одной фазе, и скоростью реакции. Теоретической основой для написания кинетических уравнений является закон действующих масс (ЗДМ), согласно которому скорость реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, в степенях, равных их стехиометрическим коэффициентам. В соответствии с ЗДМ кинетические уравнения рассматриваемых реакций выглядят следующим образом:

А) С + О2 = СО2

V=k*C(O2), где V – скорость реакции, k – константа скорости реакции, C(O2) – концентрация кислорода, моль/л

Б) 2NOCl(г) = 2NO(г) + Cl2(г)

V=k*C(NOCl)2, где V – скорость реакции, k – константа скорости реакции, C(NOCl) – концентрация NOCl, моль/л

В) C12H22O11 + H2O = 2C6H12O6

V=k*C(C12H22O11)*C(H2O), где V – скорость реакции, k – константа скорости гидролиза сахарозы C12H22O11, C(C12H22O11) – концентрация сахарозы в водном растворе ,моль/л, С (Н2О) –концентрация воды, моль/л.



Г) 2NO + H2 = N2O + H2O.

V=k*C(NO)2*C(H2), где V – скорость реакции, k – константа скорости, C(NO) – концентрацияNO,моль/л, С (Н2) –концентрация водорода, моль/л.

2.Причина несовпадения молекулярности и порядка реакции

Молекулярность реакции определяется числом частиц реагентов, взаимодействующих друг с другом в одной элементарной (простой) реакции и превращающихся в продукты.

Порядок реакции по данному веществу — показатель степени при концентрации этого вещества в кинетическом уравнении реакции. Основными причинами несовпадения молекулярности и порядка реакции могут являться: простое несовпадение ( поскольку молекулярность- характеризует механизм, а порядок - кинетику реакции),
наличие избытка одного из исходных веществ, гетерогенность реакции, ее ступенчатый характер.

5. Установите, как изменится скорость химической реакции

2NO + H2 = N2O + H2O, если:

а) уменьшить объем реакционной смеси в 2 раза;

б) уменьшить давление в 2 раза;



1




Сейчас читают про: