1. Скорость химических реакций, отличие средней скорости от мгновенной.
2. Запишите математическое выражение закона действующих масс для химических реакций:
3. Зависимость скорости химической реакции от природы реагирующих веществ, от температуры. Закон Вант-Гоффа, уравнение Аррениуса. Гомогенный и гетерогенный катализ. Примеры. Механизм действия катализатора.
Энергия активации химической реакции.
4. Константа скорости реакции А + 2В = АВ2 равна 2 10 -3 л/(моль с). Вычислите ее скорость в начальный момент, когда СА = СВ = 0,4 моль/л и через некоторое время. К этому моменту концентрация вещества АВ2 составила 0,1 моль/л.
5. Как изменится скорость химической реакции горения метана в кислороде, если концентрацию кислорода увеличить в 5 раз?
6. Химическая реакция протекает по уравнению А + В = С. В начальный момент времени СА = 2,7 моль/л, СВ = 2,5 моль/л. Спустя 0,5 часа концентрация вещества А уменьшилась и стала равной СА = 2,5 моль/л. Вычислите концентрацию веществ В и С к этому моменту и среднюю скорость в указанный промежуток времени.
Если в реакции СН4 + 2O2 → СО2 + 2Н2O весь кислород заменить на смесь xN2 + О2 равного объёма, то
7. Во сколько раз следует увеличить давление, чтобы скорость химической реакции 2NO2 + O2 = 2NO2 увеличилась в 1000 раз?
8. Во сколько раз изменится скорость химической реакции при уменьшении температуры от 70 до 30 0 С, если температурный коэффициент равен 3.
9. На сколько градусов нужно повысить температуру, чтобы скорость химической реакции увеличилась в 81 раз? Температурный коэффициент скорости реакции равен 3?
10. Вычислить температурный коэффициент некоторой химической реакции, если при повышении температуры от 10 до 50 0 С скорость химической реакции увеличилась в 16 раз.
Примеры выполнения заданий
Пример 1. Напишите математическое выражение закона действующих масс для следующих химических реакций:
MgO(к) + SO2(г) = MgSO3(к); | (1) |
CuO(к) + H2(г) = Cu(к) + H2O(г). | (2) |
Решение. В математическом выражении закона действующих масс не учитывается участие веществ, находящихся в твердой и жидкой фазах. Поэтому зависимость скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ следует записать так:
V1= k C (SO2); | V2 = k C (H2). |
Ответ. Для реакции (1) скорость зависит только от концентрации SО2, для реакции (2) – только от концентрации Н2.
Пример 2. Как изменится скорость химической реакции
если концентрацию кислорода увеличить в 3 раза?
Решение
1. Записываем выражение зависимости скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ: V1 = k [C (O2)] 3 .
2. При увеличении концентрации кислорода в 3 раза и скорость химической реакции возрастает: V2 = k [3C (O2)] 3 .
3. Изменение скорости химической реакции равно
Ответ. При увеличении концентрации кислорода в 3 раза скорость химической реакции увеличивается в 27 раз.
Для системы SO2(г) + O2(г) ↔ SO3(г) + Q укажите верные суждения.
Пример 3. Как изменится скорость химической реакции
при увеличении давления в 2 раза?
1. Записываем выражение зависимости скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ: V1= k [C (Cl2)] 3 .
2. При увеличении давления в 2 раза концентрация хлора также увеличивается в 2 раза. Следовательно, V2= k [2C (Cl2)] 3 .
3. Изменение скорости химической реакции равно
Ответ. При увеличении давления в 2 раза скорость данной химической реакции увеличивается в 8 раз.
Пример 4. Температурный коэффициент скорости химической реакции равен 2,5. Как изменится ее скорость а) при повышении температуры реакционной смеси от 60 до 100 о С; б) при понижении температуры от 50 до 30 о С.
1. Зависимость скорости химической реакции от температуры определяется правилом Вант — Гоффа. Его математическое выражение:
Следовательно, а) V2/ V1 = 2,5 (100-60) / 10 = 2,5 4 = 39,06;
б) V2/ V1 = 2,5 (30-50) / 10 = 2,5 -2 = 1/ 6,25 = 0,16.
Ответ. При повышении температуры на 40 о скорость данной реакции увеличивается в 39,06 раза, при понижении температуры на 20 о скорость химической реакции уменьшается в 6,25 раза и составляет лишь 0,16 от скорости химической реакции при температуре 50 о С.
Тема. Химическое равновесие
Контрольные вопросы и задачи
1. Обратимые и необратимые химические реакции. Привести примеры. Основные признаки необратимости реакций. Ложное химическое равновесие.
2. Закон действующих масс для обратимых химических реакций. Физический смысл константы химического равновесия.
3. Запишите выражение для константы химического равновесия для следующих химических реакций:
4. Принцип Ле — Шателье. Привести примеры.
5. Как влияет увеличение давления на смещение химического равновесия в следующих реакциях:
6. В направлении прямой или обратной реакции сместится химическое равновесие в следующих реакциях при понижении температуры:
7. Действием каких факторов можно сместить химическое равновесие в сторону прямой реакции:
8. Химическое равновесие в реакции 2SO2(г) + O2(г) = 2SO3(г) установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ: [SO2] = 0,2 моль/л, [O2] = 0,05 моль/л, [SO3] = 0,09 моль/л. Как изменится скорость прямой реакции, скорость обратной реакции, если объем газовой смеси уменьшить в 3 раза?
9. Вычислите равновесную концентрацию водорода и хлора в химической реакции: H2(г) + Cl2(г) = 2HCl(г), если исходные концентрации С(H2) = 0,5 моль/л, С (Сl2) = 1,5 моль/л, а равновесная концентрация хлороводорода [HСl] = 0,8 моль/л. Вычислите константу химического равновесия.
10. При некоторой температуре состав равновесной смеси следующий: m(CO) = 11,2 г, m(Сl2) = 14,2 г, m(COCl2) = 19,8 г, ее объем 10 л. Вычислите константу равновесия химической реакции CO(г) + Cl2(г) COCl2(г)
Примеры выполнения заданий
Пример 1. Напишите математическое выражение для константы химического равновесия реакции Ca3N2(к) + 6H2O(г) = 3Ca(OH)2(к) + 2NH3(г).
Решение. В математическом выражении для константы химического равновесия (закон действующих масс для обратимых реакций) не учитывается участие веществ в твердой и жидкой фазе. Следовательно,
Ответ. Константу равновесия определяет отношение равновесных концентраций аммиака и воды, находящихся в газовой фазе.
Пример 2. Для реакции CoO(к) + CO(г) = Co(к) + CO2(г) рассчитайте константу химического равновесия, если к моменту равновесия прореагировало 80 % СО, начальная концентрация СО равна 1,88 моль/ л.
1. Математическое выражение для константы химического равновесия Кс = [CO2] /[CO].
2. Равновесные концентрации СО и СО2. Равновесная концентрация СО будет меньше исходной (часть вещества – 80 % — вступила в химическую реакцию:
[СО] = С (СО)исх. – С (СО)прореаг. = 1,88 – (1,88· 80)/ 100 =
Равновесная концентрация СО2 равна:
[СО2] = С (СО) прореаг.= (1,88 · 80)/ 100 =1,504 моль/ л.
3. В математическое выражение для константы химического равновесия подставляем значения равновесных концентраций СО и СО2:
Кс = 1,504/ 0,376 = 4.
Ответ. Константа химического равновесия данной реакции равна 4; что свидетельствует о том, что в этот момент времени скорость прямой реакции в 4 раза выше скорости обратной реакции.
Пример 3. В какую сторону будет смещено химическое равновесие реакции 2NiO(к) + CO2(г) + H2O(г) = (NiOH)2CO3(к) DH o < 0
а) при увеличении давления, б) при увеличении температуры? Предложите оптимальное изменение термодинамических параметров Т и Р для увеличения выхода продукта реакции.
1. В соответствии с принципом Ле-Шателье увеличение давления смещает равновесие химической реакции в направлении, которое сопровождается уменьшением объема реакционной системы. При увеличении давления равновесие данной реакции сдвигается вправо (скорость прямой реакции выше, чем обратной).
2. В соответствии с принципом Ле-Шателье увеличение температуры смещает химическое равновесие в сторону эндотермической реакции. Следовательно, при увеличении температуры равновесие данной реакции смещается влево (скорость обратной реакции выше, чем прямой).
3. Для увеличения выхода продукта химической реакции образования гидроксокарбоната никеля (II) следует увеличить давление и уменьшить температуру.
Пример 4. Напишите выражение для константы химического равновесия реакции:
Влияет ли повышение давления на смещение химического равновесия?
Решение. Для гетерогенных реакций в выражении для скорости.
Источник: infopedia.su
Как изменится скорость реакции при увеличении давления в 4 раза s тв o2 г so2
На уроке будет рассмотрена тема «Обратимые и необратимые химические реакции. Химическое равновесие», будут рассматриваться факторы, влияющие на смещение химического равновесия. Вы познакомитесь с принципом Ле Шателье. Вводится понятие обратимых и необратимых реакций.
I. Понятие прямой и обратной реакции
Рассмотрим некоторую абстрактную реакцию, которую запишем в виде:
Но многие химические реакции могут идти в обратную сторону.
АВ А+В, обратная реакция
Для краткости такую реакцию записывают, используя две стрелки, одну – вперед, другую – назад.
А+ВАВ
При повышении температуры скорость большинства химических реакций увеличивается. Но оказывается, что в случае некоторых реакций продукт реакции при температуре, когда она идет с хорошей скоростью, уже начинает разлагаться. В частности, такая ситуация реализуется при взаимодействии водорода с йодом при получении йодоводорода.
Н2 + I2 (1)
Скорость химической реакции увеличивается с увеличением концентрации исходных веществ и соответственно уменьшается с уменьшением концентрации исходных веществ. Получается, что, по мере прохождения реакций, скорость прямой реакции будет уменьшаться, т. к. исходные вещества будут расходоваться.
А скорость обратной реакции будет возрастать, потому что концентрация вещества АВ исходного для обратной реакции будет постепенно увеличиваться. До каких пор скорость прямой реакции будет уменьшаться, а обратной увеличиваться? Это будет до того момента, когда скорости прямой и обратной реакции станут равными. Наступит химическое равновесие. Рис. 1.
Химическое равновесие – это состояние реакционной системы, в котором скорости прямой и обратной реакции равны.
II. Константа равновесия
Равновесная концентрация веществ
Равновесная концентрация веществ – это концентрации веществ в реакционной смеси, находящихся в состоянии химического равновесия. Равновесная концентрация обозначается химической формулой вещества, заключенной в квадратные скобки.
Например, следующая запись обозначает, что равновесная концентрация водорода в равновесной системе составляет 1 моль/л.
Химическое равновесие (Рис. 2) отличается от привычного для нас понятия «равновесие». Химическое равновесие – динамическое. В системе, находящейся в состоянии химического равновесия, происходят и прямая, и обратная реакции, но их скорости равны, и поэтому концентрации участвующих веществ не меняются. Химическое равновесие характеризуется константой равновесия, равной отношению констант скоростей прямой и обратной реакций.
Константы скорости прямой и обратной реакции – это скорости данной реакции при концентрациях исходных для каждой из них веществ в равных единицах. Также константа равновесия равна отношению равновесных концентраций продуктов прямой реакции в степенях стехиометрических коэффициентов к произведению равновесных концентраций реагентов.
Если , то в системе больше исходных веществ. Если , то в системе больше продуктов реакции.
III. Обратимые и необратимые химические реакции
Если константа равновесия значительно больше 1, такую реакцию называют необратимой.
Необратимыми называются химические реакции , которые происходят только в одном направлении до полного расходования одного из реагентов.
Например, это реакция:
Обратимыми называются химические реакции , которые осуществляются во взаимно противоположных направлениях при одних и тех же условиях.
IV. Факторы, влияющие на смещение равновесия
Если изменить внешние условия, то состояние химического равновесия нарушится. Смещение равновесия в зависимости от изменения внешних условий в общем виде определяется
Принципом Ле Шателье: если на систему, находящуюся в равновесии, оказывают воздействие извне путем изменения какого-либо из условий, определяющих положение равновесия, то оно смещается в направлении того процесса, протекание которого ослабляет эффект произведённого воздействия.
Так, повышение температуры вызывает смещение равновесия в направлении того из процессов, течение которого сопровождается поглощением тепла, а понижение температуры действует в противоположном направлении.
Равновесие смещается вправо, если повысились равновесные концентрации продуктов прямой реакции. Если повышаются равновесные концентрации исходных веществ прямой реакции, то равновесие смещается влево. Какие факторы можно изменять, чтобы сместить равновесие? Это
Добавление катализатора и изменение площади реакционной поверхности гетерогенных реакций не оказывают влияние на смещение химического равновесия.
Рассмотрим влияние факторов на смещение химического равновесия более детально.
1. Влияние температуры
Реакция синтеза аммиака относится к экзотермическим реакциям. При прохождении прямой реакции теплота выделяется, а при прохождении обратной – поглощается.
Правило: Если увеличить температуру, то, согласно правилу Ле Шателье, равновесие сместится в таком направлении, чтобы уменьшить это воздействие.
В данном случае влево, так как теплота поглощается. Реакция синтеза аммиака проводится при температуре около 500
Если реакция эндотермическая, то повышение температуры приведет к смещению равновесия вправо.
2. Изменение концентрации веществ
Правило:При увеличении концентрации какого-либо из веществ, участвующих в равновесной реакции, равновесие реакции сместится в сторону его расходования, а соответственно, при уменьшении концентрации какого-либо из веществ – в сторону реакции его образования.
Например, при увеличении концентрации азота в реакции синтеза аммиака, равновесие сместится вправо, т. е. в сторону расходования азота. Если же в этой реакции удалять из реакционной смеси аммиак, то равновесие сместится в сторону его образования. Сделать это можно, например, при растворении аммиака в воде.
3. Изменение давления
Правило:Изменение давления может оказывать влияние только на реакции с участием газообразных веществ. При увеличении давления химическое равновесие смещается в сторону уменьшения объемов веществ.
Если в реакции синтеза аммиака увеличить давление, равновесие сместится в сторону уменьшения числа моль газа. Если слева число моль газа больше, чем справа, равновесие сместится в сторону образования аммиака.
Если число моль газа одинаково и слева и справа, например, в реакции получения оксида азота (II),
N2 +O2 (3)
то изменение давления не будет оказывать влияние на положение химического равновесия в таких реакциях. Изучение химического равновесия имеет большое значение, как для теоретических исследований, так и для решения практических задач. Определяя положение равновесия для различных температур и давлений, можно выбрать наиболее благоприятные условия проведения химического процесса. Окончательный выбор условий требует учета влияния их и на скорость процесса.
V. Примеры решения задач
Задача №1. Во сколько раз изменится скорость прямой и обратной реакции в системе: 2SO2(г) + O2(г) = 2SO3(г), если объем газовой смеси уменьшить в три раза? В какую сторону сместится равновесие системы?
Решение. Обозначим концентрации реагирующих веществ: [SO2]= a, [О2] = b, [SO3] = с.Согласно закону действия масс скорости v прямой и обратной реакции до изменения объема:
После уменьшения объема гомогенной системы в три раза концентрация каждого из реагирующих веществ увеличится в три раза: [SO2] = 3а, [О2] = 3b; [SO3] = 3с. При новых концентрациях скорости v’ прямой и обратной реакции:
Следовательно, скорость прямой реакции увеличилась в 27 раз, а обратной – только в девять раз. Равновесие системы сместилось в сторону образования SO3.
Задача №2. Вычислите, во сколько раз увеличится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, при повышении температуры от 30 до 70 о С, если температурный коэффициент реакции равен 2.
Решение. Зависимость скорости химической реакции от температуры определяется эмпирическим правилом Вант-Гоффа по формуле:
Следовательно, скорость реакции νТ2 при температуре 70 о С больше скорости реакции νТ1при температуре 30 о С в 16 раз.
Задача № 3. Константа равновесия гомогенной системы: СО(г) + Н2О(г) = СО2(г) + Н2(г)
при 850 о С равна 1. Вычислите концентрации всех веществ при равновесии, если исходные концентрации: [СО]исх =3 моль/л, [Н2О]исх = 2 моль/л.
Решение. При равновесии скорости прямой и обратной реакций равны, а отношение констант этих скоростей постоянно и называется константой равновесия данной системы:
В условии задачи даны исходные концентрации, тогда как в выражение Кр входят только равновесные концентрации всех веществ системы. Предположим, что к моменту равновесия концентрации [СО2]р = х моль/л. Согласно уравнению системы число молей образовавшегося водорода при этом будет также х моль/л. По столько же молей (х моль/л) СО и Н2О расходуется для образования по х молей СО2 и Н2. Следовательно, равновесные концентрации всех четырех веществ:
Зная константу равновесия, находим значение х, а затем исходные концентрации всех веществ:
Таким образом, искомые равновесные концентрации:
[СО]р = 3 – 1,2 = 1,8 моль/л;
Задача № 4. При некоторой температуре равновесные концентрации в системе 2CO (г) + O2 (г) ↔ 2CO2(г) составляли: [CO] = 0,2 моль/л, [O2] = 0,32 моль/л, [CO2] = 0,16 моль/л. Определить константу равновесия при этой температуре и исходные концентрации CO и O2, если исходная смесь не содержала СО2.
1). Так как в условии задачи даны равновесные концентрации, то константа равновесия равна 2:
2). Если исходная смесь не содержала СО2, то на момент химического равновесия в системе образовалось 0,16 моль СО2.
На образование 0,16 моль СО2 затрачено:
υисходное = υпрореагировавшее + υравновесное
υисходное (СО)=0,16 +0,2 = 0,36 моль
Источник: kardaeva.ru
Во сколько раз изменится скорость прямой и обратной реакции 3CuO(тв) + 2NH3(г) = 3Сu(тв) + N2(г) + 3H2О(г)? В каком направлении сместится равновесие при увеличении давления в 3 раза?
Готовое решение: Заказ №8633
Тип работы: Задача
Статус: Выполнен (Зачтена преподавателем ВУЗа)
Предмет: Химия
Дата выполнения: 22.09.2020
Цена: 228 руб.
Чтобы получить решение , напишите мне в WhatsApp , оплатите, и я Вам вышлю файлы.
Кстати, если эта работа не по вашей теме или не по вашим данным , не расстраивайтесь, напишите мне в WhatsApp и закажите у меня новую работу , я смогу выполнить её в срок 1-3 дня!
Описание и исходные данные задания, 50% решения + фотография:
Во сколько раз изменится скорость прямой и обратной
реакции 3 CuO (тв) + 2 NH 3 (г) = 3С u (тв) + N 2 (г) + 3 H 2 О(г)? В каком направлении сместится равновесие при увеличении давления в 3 раза? Напишите выражение константы равновесия данной реакции.
Решение :
Скорость прямой и обратной реакции:
V пр= k [ NH 3 ] 2
При увеличении давления в 3 раза концентрации газообразных веществ увеличиваются в 3 раза и скорости реакции станут равными:
- К 200 мл воды прилили 40 мл 2 М раствора KCI (плотность 1,09 г/см3) и получили раствор плотностью 1,015 г/см3. Определить C(KCI), Cэк(KCI). Cm(KCI), ω(KCI).
- рН раствора гидроксида кальция равен 12. Раствор разбавили в 2 раза. Рассчитайте концентрацию ионов Са2+ в разбавленном растворе; α(Са(ОН)2) = 100%. Как изменилась величина рН раствора
- Рассчитайте массу образовавшегося оксида железа (III), если в процессе его получения по реакции 4FеS2(тв) + 11О2(г) = 2Fе2O3(тв) + 8SO2(г) выделилось 560 кДж теплоты.
- Рассчитав величину ΔGr, определите, устойчив ли РСl5 при 25 °С и 500 °С к разложению по реакции РСl5(г) = РСl3(г)+ Сl2(г)
Присылайте задания в любое время дня и ночи в ➔
Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.
Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.
Сайт предназначен для облегчения образовательного путешествия студентам очникам и заочникам по вопросам обучения . Наталья Брильёнова не предлагает и не оказывает товары и услуги.
В случае копирования материалов, указание web-ссылки на сайт natalibrilenova.ru обязательно.
Источник: natalibrilenova.ru