химический каталог




Курс общей химии

Автор Э.И.Мингулина, Г. Н.Масленникова, Н.В.Коровин, Э.Л.Филиппов

кДж/моль.

В 1929 г. А. А. Баландиным была создана мультиплетная теория гетерогенного катализа, в основу которой положен принцип структурного и энергетического соответствия между катализатором и реагирующими веществами. Согласно этой теории, каталитически активными центрами катализатора являются мультиплеты — совокупности поверхностных атомов, участвующих в акте химического превращения. Катализатор активен лишь в том случае, если соблюдается соответствие расположения атомов в мультиплете и в реагирующей молекуле. Структурное соответствие обеспечивает избирательность катализатора. Вторым условием активности катализатора является энергетическое соответствие связей между атомами в молекулах реагирующих веществ и связей, которые образуют эти атомы с атомами катализатора. Мультиплетная теория позволяет рассчитывать оптимальные значения энергий связей и межатомных расстояний у реагирующих веществ и катализаторов и осуществлять выбор наилучшего катализатора.

Учение о гетерогенном катализе получило дальнейшее развитие в исследованиях Н. И. Кобозева (теория активных ансамблей), Н. Н. Семенова и В. В. Воеводского (радикальная или цепная теория катализа), Ф. Ф. Волькенштейна и других ученых (электронная теория катализа).

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Пример I. Во сколько раз изменится скорость прямой и обратной реакций в системе 2SC»2(r) + Ог(г) 2S03(r), если объем газовой смеси уменьшить в три раза? В какую сторону сместится равновесие системы?

Решение. Обозначим концентрации реагирующих веществ Csos = о,\ C0l= b\ CSo=d. Согласно закону действующих масс, скорости прямой и обратной реакций до изменения объема равны

v = kia2b; v = kd2.

После уменьшения объема гомогенной системы в три раза концентрация каждого из реагирующих веществ увеличится в три раза: CSo2 = За; С0й = 36; CSo3=3rf. При новых концентрациях скорости v' прямой и обратной реакций будут равны

Ъ* = K1{3a)23b = 27KXA2B\

V = KC)2 = 9k2D2. Из четырех указанных уравнений получим

v'/v = 27kla2b/kla2b = 27;

H'/V= 9k2d2/k2d2 = 9.

Следовательно, скорость прямой реакции увеличилась в 27 раз, а обратной — в 9 раз. Равновесие системы сместилось в сторону образования S03.

Пример 2. Во сколько раз увеличится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, при повышении температуры от 30 до 70 °С, если температурный коэффициент реакции равен 2?

Решение. Зависимость скорости химической реакции от температуры определяется эмпирическим правилом Вант-Гоффа по формуле

h — tt 70 — 30

10 Ю

vt2=vtxy ; 0,2=0,, 2 = vt]24= I6viv

Следовательно, скорость реакции vt3, протекающей при 70 °С, увеличилась по сравнению со скоростью реакции vtl, протекающей при 30 °С, в 16 раз.

Пример 3. Коистаита равновесия гомогенной системы СО(г) + Н20(г) С02(г) + Н2(г)

при 850 °С равна 1. Вычислите концентрации всех веществ при равновесии, если исходные концентрации СсоиСх=3 моль/л, Сн2ои« = 2 моль/л.

Решение. При равновесии скорости прямой и обратной реакций равны, а отношение констант этих скоростей есть тоже величина постоянная и называется константой равновесия данной системы:

u = &iCcoCh,o; "v= k2 С со, Сн2;

д- ?со2Сн,

k2 СсоСн2о

В условии задачи даны исходные концентрации, тогда как в выражение Кс входят только равновесные концентрации всех веществ системы. Предположим, что к моменту равновесия концентрация Ссо2равн=* моль/л. Количество молей образовавшегося водорода при этом будет также х моль/л. Столько же молей СО и НэО расходуется для образования х молей С02 и Н2. Следовательно, равновесные концентрации всех веществ составляют:

Ссо2равн = ?нг рави = х МОЛЬ/л; СсОравн = (3 — JC) МОЛЬ/Л; СНгОравн = (2 — х) моль/л.

Зная константу равновесия, рассчитаем х:

х2

' (3-дс) {2-х) ; х2 =6 — 2х — Зх-f-х2', 5jc=6; х=\,2 моль/л.

Таким образом, искомые равновесные концентрации:

Ссо2Равн=1,2 моль/л; СНгравн= 1,2 моль/л;

СсоравнЗ—1,2— 1,8 моль/л; с?н2оравн = 2—1,2 = 0,8 моль/л.

Пример 4. Эндотермическая реакция разложения пентахлорида фосфора протекает по уравнению

РС!5(г) т РС13(г) +СЬ(г); Д//§98= 92,59 кДж/моль.

Как надо изменить: а) температуру; б) давление; в) концентрацию, чтобы сместить равновесие в сторону реакции разложения РС15?

Решение. Смещением, или сдвигом, химического равновесия называют изменение равновесных концентраций реагирующих веществ в результате изменения одного из условий реакции. Направление, в котором сместилось равновесие, определяется по принципу Ле Шателье: а) так как реакция разложения РСЬ эндотермическая (ДЯ>0), то для смещения равновесия в сторону прямой реакции нужно повысить температуру; б) так как в данной системе разложение PCI5 ведет к увеличению объема4 (из одной молекулы газа образуются две газообразные молекулы), то для смещения равновесия в сторону прямой реакции надо уменьшить давление; в) смещения равновесия в указанном направлении можно достигнуть как увеличением концентрации РС!5, так и уменьшением концентрации РС13 или СЬ.

Пример 5. Рассчитайте изменение константы скорости р

страница 67
< 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 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210

Скачать книгу "Курс общей химии" (2.81Mb)


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

 

 

Реклама
больной ребенок нужна помощь
крыло у машины
концерт концерт григория лепса
изготовление металлических стеллажей на заказ

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
(19.08.2017)