- •1 Химическая кинетика
- •1.1 Основные понятия и законы
- •Факторы, влияющие на скорость химических реакций
- •Закон действующих масс (к. Гульдберг, п.Вааге, 1867г.)
- •Решение
- •1.2 Примеры решения задач:
- •1.2.1 Задачи с использованием закона действия масс Пример 1
- •Решение
- •Пример 2
- •Решение
- •Пример 3
- •Решение
- •1.2.2 Задачи с использованием закона Вант-Гоффа
- •Пример 2
- •Решение
- •2 Химическое равновесие
- •2.1 Основные понятия и законы
- •Способы смещения равновесия
- •2.2 Примеры решения задач
- •2.2.1 Задачи с использованием константы химического равновесия Пример 1
- •Решение
- •Пример 2
- •Решение
- •2.2.2 Задачи на смещение химического равновесия
- •2.2.2.1 По принципу Ле-Шателье Пример 1
- •Пример 2
- •Решение
- •2.2.2.2 На основании закона действия масс Пример
- •Решение:
- •3 Задачи для самостоятельного решения:
- •3.1 Скорость
- •3.2 Равновесие
- •4 Список литературы
Решение:
Запишем формулу закона действия масс для прямой и обратной реакции. Т. к. система гомогенная, то 1прямой = k [H2]2[O2]и1обратной = k [H2О]2.
При увеличении давления в 4 раза концентрации всех веществ также увеличатся в 4 раза. Тогда 2прямой = k [4H2]2[4O2] = 64 k [H2]2[O2]и2обратной = k [4H2О]2=16 k [H2О]2Таким образом, скорость прямой реакции увеличилась в 64 раза, а обратной – только в 16 раз:2пр/2об = 64 / 16 = 4. Значит, химическое равновесие сместится в сторону прямой реакции, т. к. скорость прямой реакции увеличивается в большее количество раз.
3 Задачи для самостоятельного решения:
3.1 Скорость
3.1.1 Реакция идет по уравнению 2NO+Cl2=2NOCl. Концентрации исходных веществ до начала реакции были [NO]=0,04 моль/л, [Cl2]=0,01 моль/л. Вычислите концентрации этих веществ в момент, когда [NOСl]=0,005 моль/л.
3.1.2 Окисление серы и ее диоксида протекает по уравнению:
а) S(к)+ О2(г) = SO2(г); б) 2SO2(г)+ О2(г)= 2SO3(г).
Как изменяются скорости этих реакций, если объемы каждой из систем увеличить в четыре раза?
3.1.3 Реакция идет по уравнению Н2+Br2=2HBr. Константа скорости этой реакции при некоторой температуре равна 0,2. Исходные концентрации реагирующих веществ: [H2]=0,08 моль/л, [Br]=0,06 моль/л. Вычислите начальную скорость реакции и ее скорость, когда [H2]=0,05 моль/л.
3.1.4 Как изменится скорость реакции 2NO(г)+O2(г)=2NO2(г)если: а) увеличить давление в системе в 4 раза; б) понизить концентрацию NO в 5 раз? Ответ пояснить.
3.1.5 Как нужно изменить температуру, чтобы скорость гомогенной реакции уменьшить в 27 раз при температурном коэффициенте, равном 3?
3.1.6 Как изменится скорость гомогенной реакции 2NO+O22NO2если концентрацию [NO] увеличить в 3 раза, а концентрацию [O2] уменьшить в 4 раза?
3.2 Равновесие
3.2.1 Смешали 0,16 моль СО с 0,8 моль/л О2. Реакция 2СО(г)+O2(г)=2СO2(г)протекает в закрытом сосуде при постоянной температуре. К моменту наступления равновесия остается 40 % первоначального количества СО. Вычислите константу равновесия этой химической реакции.
3.2.2 Образование аммиака протекает по уравнению N2+3H22NH3. При некоторых условиях равновесные концентрации веществ равны: [N2]= =0,1 моль/л, [H2]=0,2 моль/л, [NH3]=0,8 моль/л. вычислите константу равновесия и рассчитайте исходные концентрации азота и водорода.
3.2.3 Константа равновесия системы CuO (к)+СО(г)Cu(к)+СО2(г)при некоторой температуре равна 0,6. Найти равновесные концентрации этих веществ, если [CO]исх=0,5 моль/л, [CO2]исх=0,2 моль/л.
3.2.4 Как повлияет на равновесие следующих реакций:
2Н2(г)+О2(г)2Н2О(г)Нх.р.= -433,6 кДж;
СаСО3(к)СаО(к)+СО2(г)Нх.р.= 179,0 кДж
а) повышение температуры, б) повышение давления? Ответ пояснить
3.2.5 Почему при изменении давления смещается равновесие системы 2H2O+O2 2H2Oи не смещается равновесие системы N2+O22NO? Ответ мотивируйте на основании расчета скорости прямой и обратной реакций в этих системах до и после повышения давления. Напишите выражения для константы равновесия каждой из данных систем.
3.2.6 Константа равновесия гомогенной системы СО+Н2ОСО2+Н2при некоторой температуре равна 1. Вычислить равновесные концентрации всех реагирующих веществ, если исходные концентрации: [CO]=0,5моль/л, [H2O]=0,9 моль/л.