5. Кинетика химических реакций

1. Каким образом выражают скорость химической реакции? Можно ли выразить скорость химической реакции через изменение концентрации продуктов реакции вместо изменения концентрации реагентов? Для реакции N₂O_4(r) 2NO_2(r) справедливо соотношение

NO₂ = - 1 N₂O₄

 t 2  t

Что означает коэффициент 1 и знак «минус» в этом соотношении?

2

2. В чем состоит различие понятий «средний» и «истинной» скорости химической реакции?

3. Что выражает закон скорости и кинетическое уравнение реакции? Правильно ли утверждение, что константа скорости реакции не зависит от концентраций реагентов, но зависит от температуры? В чем состоит особенность кинетического уравнения гетерогенных реакций?

4. Что означают понятия «частный порядок» и «общий порядок» реакции? Что характеризует молекулярность реакции? Если для какой-либо реакции известно, например, что она имеет второй порядок или что она бимолекулярна, то какая информация следует из этих определений? Почему порядок реакции и ее молекулярность для многих реакций не совпадают?

5. Что выражает понятие «механизм химических реакций»? В чем заключается различие между простыми и сложными реакциями? Каковы особенности параллельных, последовательных и сопряженных реакций? Каковы механизмы неразветвленных и разветвленных цепных реакций?

6. Какова зависимость скорости химических реакций от температуры? В чем заключается правило Вант-Гоффа? Что выражает температурный коэффициент скорости реакций и в каких пределах могут изменяться его значения?

7. Что означает понятие «энергия активации»? Каким образом в рамках теории активированного комплекса объясняют величину энергии активации?

9. Как можно экспериментально определить значение энергии активации реакции? Как используют уравнение Аррениуса для обработки экспериментальных данных и вычисления величины Е_а?

10. Покажите на примере гомогенного катализа, каким путем достигается понижение энергии активации Еа каталитической реакции. Каковы особенности механизма гетерогенного катализа? Каким образом характер взаимодействия молекул реагентов с активными центрами катализатора определяет эффективность гетерогенного катализа? В чем заключается роль промоторов? Какое различие между катализаторами и ингибиторами проявляется в отношении их влияния на скорость химических реакций?

6. Растворы. Реакции в водных растворах

1. Дайте определение понятию «дисперсные системы». По каким признакам различают такие виды дисперсных систем, как истинные растворы и коллоидные растворы?

2. Дайте определение понятию «истинные растворы». Что означает равновесие растворяемое вещество раствор? Какой смысл вкладывается в понятие «растворимость вещества»? Как можно объяснить существование перенасыщенных растворов?

3. Рассмотрите наиболее важные способы выражения концентраций: молярной (молярность), моляльной (моляльность), массовой доли и молярной доли. В чём состоит различие между молярной и моляльной концентрациями, между массовой и молярной долями?

4. Охарактеризуйте понятие «идеальный раствор». Какие уравнения позволяют определить давление насыщенного пара растворителя над раствором? Сформулируйте первый закон Рауля.

5. Чем объясняется повышение температуры кипения и понижения температуры замерзания раствора по сравнению с чистым растворителем? Какие зависимости выражает второй закон Рауля? Связаны ли значения криоскопического и эмбулиоскопического коэффициентов со свойствами растворенного вещества и растворителя?

6. Что называется осмосом? Как возникает осмотическое давление? Каким образом в соответствии с законом Вант-Гоффа осмотическое давление связано с концентрацией раствора?

7. Возможно ли применение законом Рауля и Вант-Гоффа к растворам электролитов? Что выражает изотонический коэффициент? Правильно ли утверждение о том, что изотонический коэффициент может принимать значения как больше единицы, так и меньше единицы?

8. Представьте уравнение Гиббса-Гельмгольца в форме, удобной для описания процесса растворения. Чем определяется знак ΔН_раств? Как связано со знаком ΔН_раств влияние температуры на растворимость веществ? В каком случае ΔS_раств может стать определяющим фактором при растворении веществ?

10. Какие органические вещества растворяются в воде? По какому признаку вещества относят к гидрофобным? Какие вещества называют дифильными? Какое свойство поверхностно-активных веществ (ПАВ) определило их название? Что означает термин «мицелла»?

11. Поясните понятия «сильный электролит», «слабый электролит» и «неэлектролит». Как можно использовать степень диссоциации α для оценки силы электролита? Предложите какую-либо экспериментальную методику для оценки силы электролита. Сопоставьте состояние одного и того же электролита в воде и другом растворителе, молекулы которого малополярны.

12. Чем осложнено состояние ионов в концентрированных растворах сильных электролитов? Почему в этих условиях вместо концентрации ионов вынуждены использовать их активность? Что выражает активность ионов, коэффициент активности? Почему для очень разбавленных растворов сильных электролитов при расчетах удается использовать концентрации ионов, не прибегая к их активностям?

13. Что означает термин «произведение растворимости»? Является ли произведение растворимости константой равновесия? Зависит ли величина ПР от концентрации ионов в растворе, температуры? Почему применение произведения растворимости ограничивается категорией малорастворимых сильных электролитов?

14. Как использовать величину ПР малорастворимого ионного соединения для вычисления растворимости последнего? В чем различие между растворимостью малорастворимого электролита и концентрациями его ионов в растворе?

16. Какое явление называют эффектом общего иона? Если в растворе в равновесии с малорастворимым электролитом находятся ионы двух видов, то возможно ли изменить концентрацию одного из них, увеличивая или уменьшая концентрацию другого?

17. Составьте уравнение самоионизации воды. Перейдите от него к выражению ионного произведения воды. Какое значение имеет К_в при 22 ⁰С? Определите значения [Н⁺] и [ОН] в воде, исходя из величины К_в.

18. Почему вместо [Н⁺] введен водородный показатель (рН)? Какое соотношение выполняется между рН и [Н⁺]. В каких пределах может изменяться величина рН? Каковы значения рН кислых, нейтральных и щелочных растворов? Дайте оценку величины рН водных растворов некоторых веществ, которые окружают нас в быту.

19. Как измеряют рН растворов? Почему некоторые вещества, которые используются в качестве кислотно-основных индикаторов, изменяют свою окраску в водных растворах при изменении рН? С помощью, каких теоретических положений можно объяснить тот факт, что разные индикаторы изменяют свою окраску в разных интервалах рН?

20. Что нового внесла протолитическая теория в представления о кислотах и основаниях по сравнению с ранее созданными теориями? Какова роль молекул растворителя (воды) в проявлении кислотных и основных свойств протолитов? Проявляют ли при этом кислотные или основные свойства молекулы самого растворителя?

21. Что представляют собой сопряженное основание и сопряженная кислота? Рассмотрите пары сопряженных кислот и оснований на примере конкретной протолитической реакции.

22. Какие протолиты являются амфолитами, или амфипротонными веществами? Могут ли анионы полипротонных кислот проявлять свойства амфолитов?

23. Какова методика кислотно-основного титрования?

24. Дайте определение реакции гидролиза. Приведите пример ионов, которые гидратируют в водных растворах, но не испытывают более глубоких превращений. Перечислите некоторые ионы, которые в водных растворах проявляют кислотные или основные свойства, составьте уравнения реакций, отражающие их гидролиз.

25. Какие малорастворимые в воде гидроксиды металлов называются амфотерными? Приведите пример амфотерного гидроксида, составьте уравнения реакций, подтверждающих его амфотерные свойства.