химический каталог




Сборник задач, вопросов и упражнений по общей неорганической химии

Автор А.Н.Богатиков, В.А.Красицкий и др.

Пример 1. Для реакции 2NO(r) + O2(r) < 2Ж)2(Г), протекающей в газовой фазе, константа скорости равна 0,8. Рассчитайте: а) начальную скорость реакции, если исходные концентрации веществ равны: c(NO) = 0,4 моль/л, c(O2) = 0,З моль/л; б) скорость этой реакции в момент, когда прореагирует 25 % NO.

Решение:

а) В соответствии с законом действующих масс, скорость данной

реакции описывается уравнением: v = k ? c2 (NO) ? c(O2). Следователь-

но, скорость реакции в начальный момент времени будет равна:

v = 0,8 ? 0,42 ? 0,3 = 0,0384 моль/л ? с.

o У У У У

б) Скорость этой реакции в момент, когда прореагирует 25 % NO

описывается уравнением: v1 = k ? c1 (NO) ? c1(O2), где c1(NO) и c1(O2) -

новые концентрации NO и O2 (после того, как прореагировало 25 % NO).

Исходя из уравнения реакции, рассчитаем величины c1(NO) и c1(O2).

25 % NO составляет Ac(NO) = 0,4 • 0,25 = 0,1 моль/л, тогда c1(NO) = c0(NO) - Ac(NO) = 0,4 - 0,1 = 0,З моль/л. В соответствии со стехиометрическими коэффициентами уравнения реакции, уменьшение концентрации О2 равно Ac(O2) = Ac(NO) : 2 = 0,1 : 2 = 0,05 моль/л. Таким образом, ^(О2) = c0(O2) - Ac(O2) =0,3 - 0,05 = 0,25 моль/л. Следовательно, v1 = 0,8 • 0,3 • 0,25 = 0,018 моль/л ? с.

Пример 2. Как изменится скорость реакции 2NO(r) + С12(Г) < <2NOC^), если: а) увеличить давление в реакционном сосуде в два раза; б) уменьшить объем сосуда в 4 раза?

Решение:

а) В соответствии с законом действующих масс, скорость данной реакции описывается уравнением: v = k ? c2 (NO) ? c(C12). Поскольку увеличение давления приводит к пропорциональному увеличению концентраций газообразных веществ, концентрации реагентов в новых условиях будут равны: c1(NO) = 2c0(NO), c1(C12) = 2c0(C12). Константа скорости реакции при увеличении давления не изменяется, и скорость реакции в новых условиях будет равна:

v1 = k ? c? (NO) ? c1(C12)= k ? (2c0 (NO))2 ? (2^ ))= = 8 • k • c2 (NO) • o(C12).

v k ? c/(NO)co(Cl2) Скорость реакции увеличится в 8 раз.

б) Уменьшение объема сосуда в 4 раза приводит к соответствующему увеличению концентраций реагентов. Таким образом, c2(NO) = 4 • co(NO), a c2(Cl2) = 4 • c0(Cl2) . Решая задачу по аналогии с

предыдущим пунктом, получим — = 64, т. е. уменьшение объема со-

v

суда в 4 раза приведет к увеличению скорости в 64 раза.

Влияние температуры на скорость химической реакции

Зависимость скорости реакции от температуры приближенно определяется эмпирическим правилом Вант-Гоффа: при повышении температуры на каждые 10 градусов скорость химической реакции увеличивается в 2-4 раза (в у раз):

vT1

где и vT - скорости реакции соответственно при температурах Т2 и

Т\, у - температурный коэффициент скорости реакции, который вычисляется на основе экспериментальных данных и принимает значения для большинства реакций от 2 до 4. Для данной реакции у - величина практически постоянная при АТ < ~ 100°.

С помощью правила Вант-Гоффа возможно лишь примерно оценить влияние температуры на скорость реакции. Более точное описание зависимости скорости реакции от температуры осуществимо в рамках теории активных столкновений Аррениуса.

В теории активации влияние температуры и катализатора на скорость химической реакции описывается следующим уравнением для константы скорости химической реакции:

k = Ae RT ,

где A - постоянный множитель, не зависящий от температуры, определяющийся природой реагирующих веществ; R - универсальная газовая постоянная; ? - энергия активации; е - основание натурального логарифма. Как следует из уравнения Аррениуса, константа скорости реакции тем больше, чем меньше энергия активации.

Пример 3. Температурный коэффициент скорости химической реакции равен 2,1. Во сколько раз возрастет скорость реакции при увеличении температуры в реакционном сосуде с 15 до 38 °С?

Решение:

В соответствии с правилом Вант-Гоффа:

v Ъ-± v 38-15

= у 10 ; ^ = 2,1 10 = 2,12,3 = 5,5.

Примечание. Если у Вашего калькулятора отсутствует кнопка возведения в степень, то такие арифметические выражения можно вычислять через стадии логарифмирования и последующего потенции-рования:

lg^ = lg2,12,3 = 2,3 ? lg2,1 = 0,74, а ^ = 100,74 - 5,5.

- -

15 15

Химическое равновесие

Химические реакции, в результате которых исходные вещества полностью превращаются в продукты реакции, называются необратимыми. Реакции, идущие одновременно в двух противоположных направлениях (прямом и обратном), называются обратимыми.

В обратимых реакциях состояние системы, при котором скорости прямой и обратной реакции равны (- = -об ), называется состоянием

химического равновесия. Химическое равновесие является динамическим, т. е. его установление не означает прекращение реакции. В общем случае для любой обратимой реакции аА + bB < dD + eE , независимо от ее механизма, выполняется соотношение:

K = cd (D) ce (E) ca (A) cb (B)'

При установившемся равновесии произведение концентраций продуктов реакции, отнесенное к произведению концентраций исходных веществ, для данной реакции при данной

страница 18
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52

Скачать книгу "Сборник задач, вопросов и упражнений по общей неорганической химии" (1.12Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
дизайн мебели обучение
вв тейп купить
где получить сертификат на кассира в банке ростов
из рук в руки изготовление таблиц с адресом казань

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(08.12.2016)