Методичка+д\з по химии. Учебнометодическое пособие для практических занятий и самостоятельной работы студентов инженернотехнических направлений подготовки бакалавров всех форм обучения

• Название: Учебнометодическое пособие для практических занятий и самостоятельной работы студентов инженернотехнических направлений подготовки бакалавров всех форм обучения
• Анкор: Методичка+д\з по химии.doc
• Дата: 05.11.2017
• Размер: 3.51 Mb.
• Имя файла: Методичка+д\з по химии.doc
• Тип: Учебно-методическое пособие; #10123
• страница: 18 из 41

1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:

1.1. Что является предметом изучения химической кинетики.

1.2. По какому признаку все системы и химические реакции делятся на гомогенные и гетерогенные.

1.3. Каковы сущность понятия "скорость химической реакции" и математические выражения скорости гомогенных и гетерогенных реакций.

1.4. Каковы основные положения теории активированных комплексов, определение и физический смысл энергии активации; как выглядят энергетические схемы для экзотермических и эндотермических реакций.

1.5. Каковы основные факторы, влияющие на скорость химических реакций; от какого дополнительного фактора зависит скорость гетерогенных реакций.

1.6. Какие характеристики химических связей и молекул обусловливают природу реагирующих веществ и тем самым влияют на скорость реакций.

1.7. Что представляет собой закон действующих масс, какова его формулировка, влияние какого фактора на скорость химических реакций он выражает. Каково математическое выражение скорости реакции по закону действующих масс (в общем виде и для конкретных реакций).

1.8. От концентрации каких веществ не зависит скорость гетерогенных реакций и почему.

1.9. Каковы сущность понятия "константа скорости химической реакции" и ее физический смысл, От каких факторов она зависит.

1.10. Что представляет собой правило Вант-Гоффа, влияние какого фактора на скорость химических реакций оно выражает. Каковы его формулировка и математическое выражение в общем виде.

1.11. Какие значения в большинстве случаев может принимать температурный коэффициент и каков его физический смысл.

1.12. Какие вещества называют катализаторами; что представляет собой явление катализа. Чем различаются а) положительные и отрицательные катализаторы; б) гомогенные и гетерогенные катализаторы.

1.13. Какие вещества называют инициаторами, а какие – ингибиторами, в чем их отличие от катализаторов.

1.14. По какому признаку все реакции делятся на обратимые и необратимые, в чем их принципиальное различие.

1.15. Когда наступает состояние химического равновесия, что в этот момент происходит с концентрациями веществ. Что понимают под состоянием химического равновесия; почему равновесие называют подвижным, или динамическим.

1.16. Каковы сущность понятия "константа химического равновесия", ее физический смысл и математическое выражение (через константы скоростей и по закону действующих масс).

1.17. От каких факторов зависит константа равновесия, почему она в большинстве случаев не зависит от присутствия катализатора.

1.18. Изменением каких факторов можно смещать равновесие в химических реакциях и почему.

1.19. Каковы формулировка принципа Ле-Шателье и его практическое значение для прогнозирования направления смещения равновесия.

2. Письменное задание для контроля усвоения темы:

Для данной обратимой реакции по Вашему варианту (табл. 3.21):

2.1. Объясните, что представляют собой обратимые реакции, и каковы их признаки. Отразите обратимость в уравнении данной реакции.

2.2. Определите, в гомогенной или гетерогенной системе проходит данная реакция, и объясните почему.

2.3. Определите, экзотермической или эндотермической является прямая реакция (протекающая в прямом направлении) и почему.

2.4. Напишите математическое выражение скоростей прямой и обратной реакций по закону действующих масс через концентрации, а при наличии в системе газов – и через давление.

2.5. Определите расчетным способом, во сколько раз (V₂/V₁) изменится скорость прямой или обратной реакции (см. задание в табл. 3.21) при указанном изменении концентрации или давления (Т=const). Приведите расчет.

2.6. Определите, во сколько раз увеличится (или уменьшится) скорость прямой реакции при указанном изменении температуры и данном значении температурного коэффициента (см. задание в табл. 3.21; в расчете используйте правило Вант-Гоффа).

2.7. Укажите, при каком кинетическом условии наступает химическое равновесие, и что позволяет достичь смещения равновесия.

2.8. Напишите математическое выражение константы равновесия данной обратимой реакции в прямом направлении (через константы скоростей прямой и обратной реакций и по закону действующих масс). Объясните, на что указывает значение константы равновесия, и от каких факторов она зависит.

2.9. Определите, изменением каких внешних факторов можно сместить химическое равновесие в данной реакции вправо. Объясните это с позиций влияния этих факторов на скорости прямой и обратной реакций и с позиций принципа Ле-Шателье.
Таблица 3.21

Вари- ант	Реакция	Изменение концентрации или давления	Изменение темпера-туры	Значение темп. коэффициента
1	H2(г) + Cl2(г) = 2 HCl(г), H<0	Рассчитать изменение Vпр при уменьшении давл. в 3 раза	увеличение на 30 0С	3
2	ZnSO4(ж) + 2 H2O(ж) = Zn(OH)2(т) + H2SO4(ж), H>0	Рассчитать изменение Vобр при увеличении конц. H2SO4 в 3 раза	уменьшение на 20 0С	4
3	2 СО(г) = С(т) + СО2(г), H>0	Рассчитать изменение Vобр при уменьшении конц. СО2 в 4 раза	увеличение на 40 0С	2

Продолжение таблицы 3.21

Вари- ант	Реакция	Изменение концентрации или давления	Изменение темпера-туры	Значение темп. коэффициента
4	2 SO2(г) + О2(г) = 2 SO3(г), H<0	Рассчитать изменение Vпр при увеличении конц. SO2 в 2 раза	уменьшение на 30 0С	3
5	CaCO3(т) + H2O(ж) + CO2(г) = Ca(HCO3)2(ж), H<0	Рассчитать изменение Vпр при уменьшении давл. в 5 раз	увеличение на 40 0С	2
6	CuO(т) + С(т) = Сu(т) + СO(г), H<0	Рассчитать изменение Vобр при увеличении давл. в 3 раза	увеличение на 20 0С	4
7	2 NO(г) + Сl2(г) = 2 NOCl(г), H>0	Рассчитать изменение Vпр при увеличении давл. в 2 раза	уменьшение на 50 0С	2
8	Fe(т) + HCl(г) = FeCl2(ж) + Н2(г), H>0	Рассчитать изменение Vобр при увеличении конц. Н2 в 4 раза	уменьшение на 20 0С	4
9	Mg(OH)2(т) + 2 HNO3(ж) = Mg(NO3)2(ж) + 2 H2O(ж), H<0	Рассчитать изменение Vпр при уменьшении конц. HNO3 в 4 раза	увеличение на 40 0С	3
10	Na2S(ж) + 2 H2O(ж) = 2NaOH(ж) + H2S(г), H>0	Рассчитать изменение Vпр при уменьшении конц. воды в 3 раза	увеличение на 50 0С	2
11	Fe(OH)2(т) + 2 HCl(ж) = FeCl2(ж) + H2O(ж), H<0	Рассчитать изменение Vпр при увеличении конц. HCl в 2 раза	уменьшение на 40 0С	3
12	4 HCl(г) + О2(г) = 2 Н2О(г) + 2 Cl2(г), H<0	Рассчитать изменение Vпр при увеличении конц. исход. веществ в 2 раза	увеличение на 20 0С	4
13	K2S(ж) + H2O(ж) = KOH(ж) + KHS(ж), H>0	Рассчитать изменение Vобр при уменьшении конц. KOH в 2 раза	уменьшение на 30 0С	3
14	H2S2O8(ж) + 2 H2O(ж) = 2 H2SO4(ж) + Н2О2(ж), H>0	Рассчитать изменение Vпр при увеличении конц. воды в 2 раза	увеличение на 30 0С	2
15	Н2(г) + СО2(г) = СО(г) + Н2О(ж), H<0	Рассчитать изменение Vобр при уменьшении конц. продуктов прямой реакции в 3 раза	уменьшение на 40 0С	2
16	MgCl2(ж) + Na2HPO4(ж) + NH3(г) = MgNH4PO4(т) + + 2 NaCl(ж), H>0	Рассчитать изменение Vобр при уменьшении конц. NaCl в 4 раза	увеличение на 20 0С	3
17	FeCl3(ж) + 3 KSCN(ж) = Fe(SCN)3(ж) + 3 KCl(ж), H>0	Рассчитать изменение Vпр при увеличении конц. KSCN в 5 раз	уменьшение на 50 0С	2

Продолжение таблицы 3.21

Вари- ант	Реакция	Изменение концентрации или давления	Изменение темпера-туры	Значение темп. коэффициента
18	KHSO3(ж) + KOH(ж) = K2SO3(ж) + H2O(ж), H<0	Рассчитать изменение Vобр при увеличении конц. воды в 4 раза	увеличение на 40 0С	3
19	HNO2(ж) + NaOH(ж) = NaNO2(ж) + Н2О(ж), H<0	Рассчитать изменение Vпр при уменьшении конц. исходных веществ в 3 раза	уменьшение на 20 0С	4
20	HBr(г) + О2(г) = 2 Н2О(ж) + 2 Br2(г), H<0	Рассчитать изменение Vобр при увеличении конц. продуктов прямой реакции в 2 раза	увеличение на 50 0С	3
21	2 MgSO4(ж) + 2 H2O(ж) = (MgOH)2SO4(т) + H2SO4(ж), H>0	Рассчитать изменение Vпр при увеличении конц. воды в 3 раза	увеличение на 30 0С	3
22	NH4Cl(к) = NH3(г) + HCl(г), H>0	Рассчитать изменение Vобр при уменьшении конц. HCl в 4 раза	уменьшение на 50 0С	2
23	Fe(т) + НCl(г) = FeCl2(т) + Н2(г), H<0	Рассчитать изменение Vпр при увеличении конц. HCl в 3 раза	увеличение на 40 0С	2
24	Fe3O4(т) + 4 Н2(г) = 3 Fe(т) + 4 Н2О(г), H<0	Рассчитать изменение Vпр при уменьшении давл. в 2 раза	увеличение на 50 0С	2
25	2 NH4OH(ж) + CO2(г) = (NH4)2CO3(ж) + H2O(ж), H<0	Рассчитать изменение Vобр при уменьшении конц. продуктов реакции в 4 раза	уменьшение на 20 0С	4
26	СО(г) + 3 Н2(г) = СН4(г) + 2 Н2О(г), H<0	Рассчитать изменение Vпр при увеличении конц. H2 в 3 раза	уменьшение на 40 0С	3
27	4 NH3(г) + 5 О2(г) = 4 NO(г) + 6 Н2О(г), H<0	Рассчитать изменение Vпр при увеличении давл. в 5 раз	увеличение на 20 0С	3
28	Al2O3(т) + 3 Н2(г) = 2 Al(т) + 3 Н2О(ж), H>0	Рассчитать изменение Vобр при уменьшении конц. воды в 2 раза	уменьшение на 50 0С	3
29	HI(г) + О2(г) = 2 Н2О(г) + 2 I2(г), H<0	Рассчитать изменение Vпр при уменьшении давл. в 3 раза	уменьшение на 30 0С	4
30	2 Cl2O(г) + 2 О2(г) = 2 Cl2O3(г), H<0	Рассчитать изменение Vпр при увеличении давл. в 4 раза	увеличение на 20 0С	2

Продолжение таблицы 3.21

Вари- ант	Реакция	Изменение концентрации или давления	Изменение темпера-туры	Значение темп. коэффициента
31	NH4OH(ж) + HCl(г) = NH4Cl(ж) + H2O(ж), H<0	Рассчитать изменение Vобр при увеличении конц. воды в 3 раза	увеличение на 40 0С	3
32	Na3PO4(ж) + 2 H2O(ж) = NaH2PO4(ж) + 2 NaOH(ж), H>0	Рассчитать изменение Vобр при уменьшении конц. NaOH в 2 раза	увеличение на 50 0С	2
33	CO2(г) + H2O(г) = C2H4(г) + O2(г), H>0	Рассчитать изменение Vпр при увеличении конц. исходных веществ в 4 раза	уменьшение на 50 0С	3
34	ZnCl2(ж) + 2 Н2О(ж) = Zn(ОН)2(т) + 2 HCl(ж), H>0	Рассчитать изменение Vобр при увеличении конц. HCl в 3 раза	увеличение на 20 0С	4
35	Na2CO3 (ж) + 2 Н2О(ж) = 2 NaОН(ж) + H2О (ж) + + СО2 (г), H>0	Рассчитать изменение Vобр при уменьшении конц. H2О в 2 раза	увеличение на 30 0С	3

Условные обозначения: т – твердое или малорастворимое вещество, к – кристаллическое вещество. ж – жидкое вещество или раствор, г – газообразное вещество.
Комплексное тестовое задание 3 по темам "Химическая кинетика и химическое равновесие"

Правильные ответы по п. А приведены в конце пособия в таблице 4.1.