Материал: Строение вещества

Продолжение

1	2	3	4	5	6	7	8
				РН3(г)	5	210	13
С12 (г)	0	222,9	0	P2O3 (к)	–820	173,5	–
С12O (г)	76,6	266,2	94,2	P2O5 (к)	–1492	114,5	–1348,8
ClО2 (г)	105,0	257,0	122,3
Cl2O7 (ж)	251,0	–	–	Pb (к)	0	64,9	0
Cr (к)	0	23,76	0	РЬО (к)	–219,3	66,1	–189,1
Cr2O3 (к)	-1140,6	81,2	-1050,0	PbO2 (к)	–276,6	74,9	–218,3
CoO (к)	–162,0	42,6	–129,9	PbCI2 (к)	–359,2	136,4	–313,97
Cu (к)	0	33,3	0	PbSO4 (к)	–918,1	147,3	–811,24
Cu2O (к)	-167,36	93,93	-146,36	PbS (к)	–94,28	91,20	–92,68
CuO (к)	–165,3	42,64	-127,19
Cu(OH)2	–443,9	79,50	-356,90	Rb (к)	0	76,2	0
CuF2 (к)	–530,9	84,5	–485,3	Rb2O (к)	–330,12	109,6	–290,79
CuCI2 (к)	–205,9	113,0	–166,1	RbOH (к)	–413,8	70,7	–364,43
CuBr2 (к)	-141,42	142,3	-126,78
CuI2 (к)	–21,34	159,0	–23,85	S (ромб)	0	31,88	0
Cu2S (к)	–82,01	119,2	–86,19	SO2 (г)	–296,9	248,1	–300,г
CuS (к)	–48,5	66,5	–48,95	SO3 (г)	–395,8	256,7	–371,2;
CuSO4 (к)	–771,1	113,3	-661,91	SiCI4 (ж)	–687,8	239,7	–
CuCO3 (к)	-594,96	87,9	-517,98	SiH4 (г)	34,7	204,6	57,2
Cu(NO3)2	-307,11	193,3	-114,22	SiO2кварц	–910,9	41,8	–856,7
				SnO (к)	–286,0	56,5	–256,9
Fe (к)	0	27,15	0	SnO2 (к)	–580,8	52,3	–519,3
FeO (к)	-263,68	58,79	-244,35
Fe2O3(к)	–822,2	87,4	–740,3	SrO (к)	–590,4	54,4	–559,8
Fe3O4 (к)	-1117,1	146,2	-1014,2	SrCO3 (к)	–1221,3	97,1	–1137,6
Fe(ОН)3к	-824,25	96,23	-694,54
FeCl3(к)	–405,0	130,1	-336,39	Тi (к)	0	30,6	0
FeSO4 (к)	-922,57	107,5	-829,69	TiС14(ж)	–804,2	252,4	–737,4
FeCO3 (к)	-744,75	92,9	-637,88	TiO2 (к)	–943,9	50,3	–888,6
Н2 (г)	0	130,5	0	WО3 (к)	–842,7	75,9	–763,9
HBr (г)	–36,3	198,6	–53,3	Zn (к)	0	41,52	0
НСN (г)	135,0	113,3	125,5	ZnО(к)	–350,6	43,6	–320,7
НCl (г)	–92,3	186,8	–95,2	ZnS (к)	–201,0	57,7	–198,32
НCl (ж)	–167,5	55,2	–131,2	ZnSO4 (к)	–978,2	124,6	–871,57

Список рекомендуемой литературы

1. Ахметов Н.С Общая и неорганическая химия.– М.: Высшая школа, 2003.– 670 с.

2. Коровин Н.В. Общая химия.- М.: Высшая школа - 2006.-557 с.

3. Глинка Н.И., Рабинович В.А., Рубина Х.М. Задачи и упражнения по общей химии: учеб. пособие для студентов нехим. спец. вузов/под ред. В.А. Рабиновича, Х.М. Рубиной.–М.: Интеграл–Пресс, 2004.–240 с.

4. Гольбрайх З.Е., Маслов Е.И. Сборник задач и упражнений по общей химии. – М.: Высшая школа, 1997. – 384 с.

ЗАДАНИЕ №3

по теме: «ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА И РАВНОВЕСИЕ»

1. 1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   20

примеры решения задач

1. 
   Вычисление скорости химических реакций
   

Пример 1. Как запишется закон действия масс для реакции горения угля

С + O₂ → СО?

Решение: В случае гетерогенных реакций в уравнения закона действия масс входят концентрации только тех веществ, которые находятся в газовой фазе или в растворе. Концентрация вещества, находящегося в твердой фазе, обычно представляет собою постоянную величину и поэтому входит в константу скорости.

W = k' · const · [O₂] = k · [O₂] , где k = k' · const.

Пример 2. Написать выражение закона действия масс для реакций

а) 2NO _(г.) + Cl_{2 (г.)} → 2NOCl _(г.);

б) CaCO_{3 (к.)} → СaO _(к.) + CO_{2 (г.)}.

Решение: а) v = k[NO]²[Cl₂] ;

б) Поскольку карбонат кальция – твердое вещество, концентрация которого не изменяется в ходе реакции, искомое выражение будет иметь вид v = k, т.е. в данном случае скорость реакции при определенной температуре постоянна.

Пример 3. Предскажите, как изменится скорость газовой реакции A + 2B + 3D → F при повышении общего давления в 3 раза.

Решение: Пусть W₁–скорость при некотором первоначальном давлении р_A, р_B, р_D: W₁ = k р_Aр_B²р_D³.

Пусть W₂ – скорость при концентрациях . Тогда скорость возрастет:



Таким образом, увеличение общего давления в 3 раза приводит к увеличению парциальных давлений компонентов в то же число раз, что скажется в 729-кратном увеличении скорости.

Пример 4. Как изменится скорость реакции

2NO _(г.) + O_{2 (г.)} = 2NO_{2 (г.)},

если уменьшить объем реакционного сосуда в 3 раза?

Решение: До изменения объема скорость реакции выражалась уравнением

v = k[NO]²[O₂].

Вследствие уменьшения объема концентрация каждого из реагирующих веществ возрастет в 3 раза. Следовательно,

v' = k(3[NO])²(3[O₂]) = 27k[NO]²[O₂].

Сравнивая выражения для v и v', находим, что скорость реакции возрастет в 27 раз.


1.2. Влияние температуры и природы веществ на скорость реакции

Пример 1. Температурный коэффициент скорости реакции равен 2,8. Во сколько раз возрастет скорость реакции при повышении температуры от 20 до 75⁰С?

Решение: Поскольку Δt = 55⁰С, то обозначив скорость реакции при 20 и 75⁰С соответственно через v и v', можем записать:

v'/v = 2,8^55/10 =2,8^5,5; lg(v'/v) = 5,5lg2,8 = 5,5^.0,447 = 2,458.

Отсюда v'/v = 287. Скорость реакции увеличится в 287 раз.

Пример 2. Энергия активации некоторой реакции в отсутствие катализатора равна 75,24 кДж/моль, а с катализатором – 50,14 кДж/моль. Во сколько раз возрастет скорость реакции в присутствии катализатора, если реакция протекает при 25⁰С?

Решение: Обозначим энергию активации реакции без катализатора через Е_а, а с катализатором – через Е′_а; соответствующие константы скорости реакции обозначим через k и k'. Используя уравнение Аррениуса, находим:



Отсюда:

;

Подставляя в последнее уравнение данные задачи, выражая энергию активации в джоулях и учитывая, что Т = 298 К, получим



Окончательно находим: k'/k = 2,5^.10⁴.
1.3. Вычисление константы химического равновесия

Пример. При некоторой температуре константа диссоциации йодоводорода на простые вещества равна 6,25^.10^-2. Какой процент HI диссоциирует при этой температуре?

Решение: Уравнение реакции диссоциации HI:

2 HI ↔ H₂ + I₂

Обозначим начальную концентрацию HI через С моль/л. Если к моменту наступления равновесия из каждых С молей йодоводорода диссоциировано х молей, то при этом, согласно уравнению реакции, образовалось 0,5х моль H₂ и 0,5х моль I₂. Таким образом, равновесные концентрации составляют

[HI] = (С – х) моль/л; [H₂] = [I₂] = 0,5х моль/л.

Подставим эти значения в выражение константы равновесия реакции:

;

Извлекая из обеих частей уравнения квадратный корень, получим 0,25 = 0,5х/(С – х), откуда х = 0,333 С.

Таким образом, к моменту наступления равновесия диссоциировало 33,3% исходного количества йодоводорода.

1.4. Вычисление равновесных концентраций
Пример. В системе А _(г.) + 2В _(г.) = С _(г.) равновесные концентрации равны: [A] = 0,06 моль/л; [B] = 0,12 моль/л; [C] = 0,216 моль/л. Найти константу равновесия реакции и исходные концентрации веществ А и В.

Решение: Константа равновесия данной реакции выражается уравнением



Подставляя в него данные задачи, получаем



Для нахождения исходных концентраций веществ А и В учтем, что, согласно уравнению реакции, из 1 моль А и 2 моль В образуется 1 моль С. Поскольку по условию задачи в каждом литре системы образовалось 0,216 моль вещества С, то при этом было израсходовано 0,216 моль А и 0,216·2 = 0,432 моль В.

Исходные вещества	А	В	С
Равновесные концентрации	[A]p = 0,06 моль/л	[B]р = 0,12 моль/л	[C]р = 0,216 моль/л
Соотношение реагирующих веществ	1	2	1
Количество израсходованного/обра- Зовавшегося вещества в 1 л	0,216	0,216 ∙ 2 = 0,432	0,216
Исходные концентрации	[A]0 = 0,06 + 0,216 = 0,276 моль/л	[B]0 = 0,12 + 0,432 = 0,552 моль/л	0

Таким образом, исходные концентрации равны: [A]₀ = 0,276 моль/л;

[B]₀ = 0,552 моль/л.
1.5. Направление смещения равновесия
Пример. В каком направлении сместится равновесие в системах

а) СО _(г.) + Cl_{2 (г.)} ↔ СОСl_{2 (г.)},

б) Н_{2 (г.)} + I_{2 (г.)} ↔ 2 HI _(г.),

если при неизменной температуре увеличить давление путем уменьшения объема газовой смеси?

Решение: а) протекание реакции в прямом направлении приводит к уменьшению общего числа молей газов, т.е. к уменьшению давления в системе. Поэтому, согласно принципу Ле-Шателье, повышение давления вызывает смещение равновесия в сторону прямой реакции;