химия. химия ответы экз. Ответы на экзаменационные вопросы
 Скачать 0.88 Mb.
|
|
| ||||||
| № 27. Скорость химической реакции (v) характеризуется изменением концентрации реагирующих веществ (моль/л или моль/см3) в единицу времени (сек., мин., ч.). Для гомогенной (однородной) системы скорость химической реакции измеряется количеством веществ, вступивших в реакцию или образовавшихся в результате реакции за единицу времени в единице объема системы. Для гетерогенной системы скорость химической реакции измеряется количеством веществ, вступивших в реакцию или образовавшихся в результате реакции за единицу времени на единице поверхности раздела фаз. Факторы, влияющие на скорость химической реакции 1) Природа реагирующих веществ (характер связи в молекулах реагентов); 2) Концентрация реагентов; 3) Температура; 4) Катализатор; 5) Давление (для газов); 6) Излучение (ИК-, УФ-, рентгеновское, радиоактивное и др.); 7) Площадь поверхности раздела фаз (для гетерогенных реакций). Влияние концентрации реагирующих веществ выражается законом действия масс: при постоянной температуре скорость химической реакции, протекающей в однородной среде, пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, возведенных в степени их стехиометрических коэффициентов. Например, для обратимой гомогенной реакции, выражающейся уравнением aA + bB ↔ cC + dD, в соответствии с законом действия масс, можно записать выражение скорости прямой и обратной реакций:  где k1 и k2 – константы скоростей прямой и обратной реакций. Физический смысл константы скорости заключается в том, что она показывает численное значение скорости химической реакции, с которой реагируют вещества при их концентрации (или произведении концентраций), равной единице. Константа скорости реакции зависит от природы реагентов, температуры, наличия катализатора, но не зависит от концентрации реагентов. Зависимость скорости от температуры определяется правилом Вант-Гоффа: При повышении температуры на каждые 10°C скорость реакции возрастает в 2-4 раза. При увеличении температуры от t1 до t2 изменение скорости реакции можно рассчитать по формуле:
(где Vt2 и Vt1 - скорости реакции при температурах t2 и t1 соответственно; - температурный коэффициент данной реакции). Правило Вант-Гоффа применимо только в узком интервале температур. Более точным является уравнение Аррениуса: k = A • e –Ea/RT где A - постоянная, зависящая от природы реагирующих веществ; R - универсальная газовая постоянная [8,314 Дж/(моль • К) = 0,082 л • атм/(моль • К)]; Ea - энергия активации, т.е. энергия, которой должны обладать сталкивающиеся молекулы, чтобы столкновение привело к химическому превращению. | ||||||
| № 28. Химическое равновесие - состояние системы, в котором скорость прямой реакции (V1) равна скорости обратной реакции (V2). При химическом равновесии концентрации веществ остаются неизменными. Химическое равновесие имеет динамический характер: прямая и обратная реакции при равновесии не прекращаются. Состояние химического равновесия количественно характеризуется константой равновесия, представляющей собой отношение констант прямой (K1) и обратной (K2) реакций. Для реакции mA + nB = pC + dD константа равновесия равна K = K1 / K2 = ([C]p • [D]d) / ([A]m • [B]n) К1 и К2 - константы скорости прямой и обратной реакции A и B - равновесные концентрации исходных веществ C и D - равновесные концентрации продуктов реакции m, n, p, d – коэффициенты в уравнении реакции Константа равновесия зависит от температуры и природы реагирующих веществ. Чем больше константа равновесия, тем больше равновесие сдвинуто в сторону образования продуктов прямой реакции. Способы смещения равновесия. Принцип Ле-Шателье. Если на систему, находящуюся в равновесии, производится внешнее воздействие (изменяются концентрация, температура, давление), то оно благоприятствует протеканию той из двух противоположных реакций, которая ослабляет это воздействие. Увеличение давления (для газов) смещает равновесие в сторону реакции, ведущей к уменьшению объема (т.е. к образованию меньшего числа молекул). Увеличение температуры смещает положение равновесия в сторону эндотермической реакции (т.е. в сторону реакции, протекающей с поглощением теплоты) Увеличение концентрации исходных веществ и удаление продуктов из сферы реакции смещает равновесие в сторону прямой реакции. Катализаторы не влияют на положение равновесия. | ||||||
| № 29. Для уравнения гомогенной реакции 2SO2 + O2 = 2SO3 выражение константы равновесия выглядит так К = SO3 2 / SO2 2O2 . 1 = К1 ·С2 (SO2)· С (O2) 2 = К1 ·4С(SO2) 2 ·4 С (O2) = К1 ·16 С2 (SO2)· 4С (O2) = К1 ·64 С2 (SO2)· С (O2) Т.е., при увеличении давления в газовой смеси скорость реакции образования серного ангидрида увеличится в 64 раза. | ||||||
| № 30. Для реакции 2NO + O2 = 2NO2 константа равновесия равна К = NO2 2 / NO 2O2 . Так как обратная реакция идет с увеличением объема, то для увеличения выхода NO, т.е. для смещения равновесия в сторону образования исходных веществ, надо понизить давление (согласно принципу Ле Шателье). Концентрацию исходных веществ (NO и O2 )также надо понижать, и повышать концентрацию продукта реакции NO2. | ||||||
| № 31. По уравнению реакции CO + Cl2 = COCl2 видно, что количественные отношения газов в реакции 1: 1 : 1, т.е., если в ходе реакции образовалось 0,45 моль COCl2 , значит в реакцию вступили по 0,45 моль СО и Cl2. Каждого из исходных веществ осталось в момент равновесия по (2 – 0,45) моль = 1,55 моль. Тогда константа равновесия равна |