Общая и неорганическая химия: Часть 1: Контрольные работы и методические указания. Чибисова Н.В. - 16 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

БФУ им. Канта | Калининград

Составители: 

Рубрика: 

15
90. Составьте энергетическую диаграмму молекулы HF. Почему воз-
можно образование молекулярной орбитали за счет атомных орбиталей с
разным значением главного квантового числа?
Тема 5. ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА И РАВНОВЕСИЕ
Пример 1. Реакция протекает по уравнению 4А + В = 2С + 2Р. Во
сколько раз изменится скорость прямой и обратной реакции, ? В какую
сторону сместится равновесие системы
?
Решение: Первоначальные скорости прямой и обратной реакций были
следующие:
υ
прям.
= k
1
× С
4
А
× С
В
; υ
обр.
= k
2
× C
2
C
× С
2
Р
.
После увеличения концентраций скорость прямой реакции была
υ
прям.
= k
1
× (2С
А
)
4
× (2С
В
); υ
обр.
= k
2
× (2С
С
)
2
× (2С
Р
),
после преобразования получим
υ
прям.
= 2
5
× k
1
× С
4
А
× С
В
= 32 × k
1
C
4
А
× С
В
, т.е. возросла в 32 раза
υ
обр.
= 2
4
× k
2
× С
2
С
× С
2
Р
= 16 × k
2
× С
2
С
× С
2
Р
, т.е. возросла в 16 раз
Следовательно, равновесие сместится в сторону прямой реакции.
Пример 2. Вычислите, во сколько раз возрастет скорость реакции при
увеличении температуры на 40
0
С, если температурный коэффициент ре-
акции равен 3?
Решение: Согласно математическому выражению правила Вант-Гоффа
υ
Т2
/υ
Т1
= γ
Т2-Т1/10
. В нашем примере Т
2
- Т
1
= 40
0
С, подставив данные задачи
в уравнение, получим υ
Т2
/ υ
Т1
= 3
40/10
= 3
4
= 81, т.е. скорость реакции воз-
росла в 81 раз.
Пример 3. При 353 К реакция заканчивается за 20 сек. Сколько време-
ни длится реакция при 293 К, если температурный коэффициент реакции
равен 2,5?
Решение: Между скоростью протекания химических реакций и их про-
должительностью существует обратно пропорциональная зависимость υ
Т2
/
υ
Т1
= τ
1
/ τ
2
, где τ
1
и τ
2
- время протекания реакции при температурах Т
1
и
Т
2
. Таким образом, в данном случае правило Вант-Гоффа можно записать
следующим выражением:
τ
1
/ τ
2
= γ
Т2 -Т1/10
; τ
1
= τ
2
× γ
Т2-Т1/ 10
= 20 × 2,5
353-293/ 10
=20 × 2,5
6
= 4879 сек
= 1 час 21 мин 19 сек.
Пример 4. При синтезе аммиака равновесие установилось при сле-
дующих концентрациях реагирующих веществ: С (N
2
) = 2,5 моль/л; С(Н
2
) =
1,8 моль/л; С(NH
3
) = 3,6 моль/л. Рассчитайте константу равновесия этой
реакции и исходные концентрации азота и водорода.
Решение: Исходя из уравнения реакции получения аммиака 
   90. Составьте энергетическую диаграмму молекулы HF. Почему воз-
можно образование молекулярной орбитали за счет атомных орбиталей с
разным значением главного квантового числа?

         Тема 5. ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА И РАВНОВЕСИЕ

    Пример 1. Реакция протекает по уравнению 4А + В = 2С + 2Р. Во
сколько раз изменится скорость прямой и обратной реакции, ? В какую
сторону сместится равновесие системы?
    Решение: Первоначальные скорости прямой и обратной реакций были
следующие:
    υпрям.= k1 × С4А × СВ; υобр.= k2 × C2C × С2Р.
    После увеличения концентраций скорость прямой реакции была
    υпрям.= k1× (2СА)4 × (2СВ); υобр. = k2 × (2СС)2 × (2СР),
    после преобразования получим
    υпрям. = 25 × k1 × С4А × СВ = 32 × k1 C4А × СВ, т.е. возросла в 32 раза
    υобр. = 24 × k2 × С2С × С2Р = 16 × k2 × С2С × С2 Р, т.е. возросла в 16 раз
    Следовательно, равновесие сместится в сторону прямой реакции.
    Пример 2. Вычислите, во сколько раз возрастет скорость реакции при
увеличении температуры на 400 С, если температурный коэффициент ре-
акции равен 3?
    Решение: Согласно математическому выражению правила Вант-Гоффа
υТ2/υТ1 = γТ2-Т1/10. В нашем примере Т2 - Т1 = 400 С, подставив данные задачи
в уравнение, получим υТ2/ υТ1 = 3 40/10 = 34 = 81, т.е. скорость реакции воз-
росла в 81 раз.
    Пример 3. При 353 К реакция заканчивается за 20 сек. Сколько време-
ни длится реакция при 293 К, если температурный коэффициент реакции
равен 2,5?
    Решение: Между скоростью протекания химических реакций и их про-
должительностью существует обратно пропорциональная зависимость υТ2/
υТ1 = τ1/ τ2, где τ1 и τ2 - время протекания реакции при температурах Т1 и
Т2. Таким образом, в данном случае правило Вант-Гоффа можно записать
следующим выражением:
    τ1/ τ2 = γТ2 -Т1/10; τ1 = τ2 × γТ2-Т1/ 10 = 20 × 2,5 353-293/ 10 =20 × 2,56 = 4879 сек
= 1 час 21 мин 19 сек.
    Пример 4. При синтезе аммиака равновесие установилось при сле-
дующих концентрациях реагирующих веществ: С (N2) = 2,5 моль/л; С(Н2) =
1,8 моль/л; С(NH3) = 3,6 моль/л. Рассчитайте константу равновесия этой
реакции и исходные концентрации азота и водорода.
    Решение: Исходя из уравнения реакции получения аммиака

                                                                                       15

Страницы