Кинетика и механизм химических реакций.

Необходимо уметь: Вычислить скорость одно стадийной реакции в данный момент времени, если известны концентрации реагентов и константа скорости реакции; как изменится скорость реакции, если изменить концентрацию одного из реагентов; изменить давление в системе; как изменится скорость реакции при изменении температуры на определенное число градусов, если задан температурный коэффициент скорости реакции; насколько следует изменить температуру протекания реакции при заданном температурном коэффициенте скорости, чтобы изменить скорость реакции в заданное число раз; равновесные концентрации реагентов в системе, если известны их начальные концентрации и изменение концентрации одного из них к моменту наступления равновесия; значения константы равновесия, если известны: равновесные концентрации реагентов; исходные концентрации и изменение концентрации одного из реагентов к моменту наступления равновесия; равновесные концентрации, если известны исходные концентрации реагентов к значение константы равновесия; в какой соотношении необходимо взять исходные вещества, чтобы при заданной константе равновесия в реакцию вступил определенный процент одного из них. Вычислить константу химического равновесия по величине д.о реакции и оценить практическую обратимость химической реакции. По величинам стандартных ΔH и ΔS реакции определить приблизительно температуру, начиная с которой реакция термодинамически возможна.

Вопросы к семинару:

ЗАДАЧИ ПО ТЕМЕ «ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА»

1. Как изменится скорость реакции 2NO_(г) + O_2(г) = 2NO_2(г), если уменьшить объем реакционного сосуда в 3 раза?

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

3. Энергия активации некоторой реакции в отсутствие катализатора равна 75,24 кДж/моль, а с катализатором – 50,14 кДж/моль. Во сколько раз возрастает скорость реакции в присутствии катализатора, если реакция протекает при 298 К.

4. При гидролизе сахарозы в 1 л водного раствора за 10 мин образовалось 18 г глюкозы. Определите среднюю скорость гидролиза сахарозы.

5. Как зависит скорость элементарных реакций:

А) C₂H₅Br = C₂H₄ + HBr;

Б) C₂H₅Br + OH^- = C₂H₅OH + Br^-;

В) 2NO + O₂ = 2NO₂ – от концентраций реагирующих веществ? Какой суммарный порядок имеют эти реакции?

6. Реакция между водородом и этиленом Н_2(г) + С₂Н_4(г) = С₂Н_6(г) имеет второй порядок. Как изменится скорость образования этана, если: а) давление в системе увеличить в три раза; б) концентрацию этена увеличить в три раза?

7. Срок хранения автомобильных покрышек при температуре 20⁰ С составляет 5 лет, а при температуре 10⁰ С – 10 лет. Сколько лет можно хранить покрышки при - 10⁰С.

8. Чему равна энергия активации реакции, если при увеличении температуры от 290 до 300К скорость ее увеличится в 2 раза?

9. Равновесие реакции N₂ + 3H₂ = 2NH₃ устанавливается при следующих концентрациях участвующих в ней веществ: водорода 2,0 моль/л, азота – 0.01 моль/л, аммиака – 0,4 моль/л. Вычислите константу равновесия и исходные концентрации азота и водорода.

10. Обратимая реакция описывается уравнением: А + В = С + Д. Смешали по 1 моль каждого из этих веществ. После установления равновесия в смеси в смеси обнаружено 1,5 моль вещества С. Найдите константу равновесия.

11. Какие факторы способствуют увеличению выхода следующих промышленно важных реакций:

А) С₂Н_4(г) + Н₂О = С₂Н₅ОН_(г) +Q

Б) 2СН_4(г) = С₂Н_2(г) + 3Н_2(г) –Q

В) 4NO_{2 (г)} + O_2(г) +2H₂O_(г) = 4HNO₃ –Q

Г) С_(тв) + Н₂О_(г) = СО _(г) + Н_2(г) – Q

12. Рассчитайте равновесное количество сложного эфира, образованного при взаимодействии 1 моль уксусной кислоты с 1 моль этанола при комнатной температуре, если константа равновесия 4,0.

№ 8. «Растворы»

Необходимо уметь: Вычислить: массы соли (безводной или кристаллогидрата) и воды, которые необходимо взять для приготовления заданного количества насыщенного при определенной температуре раствора; массу соли (безводной или кристаллогидрата), которая выделится из заданного количества насыщенного при одной температуре раствора при охлаждении его до другой температуры; массы вещества и воды необходимые для приготовления заданной массы раствора определенного состава; массу (количество) вещества, необходимую для приготовления заданного объема раствора определенной молярности; какой объем концентрированного раствора кислоты с определенными массовой долей и плотностью необходимо взять для приготовления заданного объема раствора определенного состава; массу вещества (или воды), которую необходимо добавить к определенному объему (массе) раствора одного состава с заданной плотностью, чтобы получить раствор с другими составом и плотностью; какой объем газообразного вещества при определенных температуре и давлении необходимо взять для приготовления заданного количества раствора определенного состава.

Выразить состав раствора с определенной плотностью разными способами, если задана массовая доля (молярность, моляльность, мольная доля) растворенного вещества.

Вычислить: произведение растворимости (ПР) вещества по его растворимости; растворимость вещества по величине ПР; массу воды, необходимой для растворения заданного количества труднорастворимого вещества, как изменяется растворимость вещества с известным ПР после добавления к его насыщенному раствору определенного количества (массы) другого вещества с одноименным ионом. Оценить возможность образования осадка вещества с известным ПР при сливании заданных количеств (по массе или объему) растворов определенных составов.

Написать в молекулярной и ионной формах уравнения реакций гидролиза солей по катиону, по аниону; гидролиза кислых солей; совместного гидролиза двух солей.

1. Вычислите массовую долю, молярную концентрацию, нормальность, моляльную концентрацию, титр, мольную долю фосфорной кислоты в растворе, полученном при растворении 18 г кислоты в 282 см³ воды, если плотность раствора 1,031 г/см³.

2. Какой объем раствора с массовой долей серной кислоты 96% и плотностью 1,84 г/см³ потребуется для приготовления раствора серной кислоты объемом 3л с молярной концентрацией эквивалента 0,4 моль/л?

3. Какой объем раствора соляной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 0,5 моль/л необходим для нейтрализации раствора, содержащего 0,2 г NaOH?

4. Рассчитать массу СuSO₄∙5H₂O, необходимую для приготовления 200 г 5% раствора сульфата меди.

5. Определить молярную концентрацию 20% раствора серной кислоты с плотностью 1,2 г/см³.

6. Цинкование проводят электролитическим методом в растворе следующего состава в пересчете на 1 л воды: ZnSO₄∙7H₂O – 300 г, AI₂(SO₄)₃∙10 H₂O – 30 г, Na₂SO₄∙10H₂O – 100 г, декстрины – 10 г. Рассчитать массовую безводного цинка в растворе.

7. К раствору массой 250 г, массовая доля соли в котором составляет 10%. Прилили воду объемом 150 мл. определить массовую долю соли в полученном растворе.

8. На нейтрализацию 31 мл раствора щелочи с молярной концентрацией эквивалента 0,16 моль/л требуется 217 мл раствора серной кислоты. Определить молярную концентрацию эквивалента раствора серной кислоты. (0,023 моль/л)

9. Вычислить молярную, моляльную и молярную концентрацию эквивалента раствора с массовой долей хлорида алюминия 16% и плотностью 1.149 г/мл. (1,38 моль/л, 1,43 моль/кг, 4,14 моль/л)

10. К одному литру раствора с массовой долей азотной кислоты 10% (плотностью 1,054 г/мл) прибавили 2 л раствора с массовой долей азотной кислоты 2% (плотностью 1,009 г/мл). Вычислить молярную концентрацию полученного раствора. (0,8 моль/л)

11. Для зарядки щелочных аккумуляторов используется раствор с массовой долей КОН 24,2%, плотность которого 1,22 г/мл. Рассчитать, сколько граммов дистиллированной воды и КОН надо взять для приготовления 1 л данного раствора. Определить молярную концентрацию приготовленного раствора. (924,76г; 295,24г; 5,27 моль/л)

12. Определить молярную концентрацию 30% раствора гидроксида натрия, плотность раствора 1,1 г/мл.

13. Рассчитать массу Na₂S₃O₃∙5H₂O, необходимую для приготовления 250 г 3% раствора Na₂S₂O_3.

14. Определить массовую долю 0,5М раствора серной кислоты с плотностью раствора 1,09 г/мл.

15. К воде массой 200 г прилили раствор с молярной концентрацией хлорида калия 2 моль/л объемом 40 мл и плотностью 1,09 г/мл. Определить молярную концентрацию и массовую долю хлорида калия в полученном растворе, если его плотность равна 1,015 г/мл. (2,45%; 0,33 моль/л)

16. Требуется приготовить 96 л электролита, раствора с массовой долей серной кислоты 43% и плотностью 1, 25 г/мл, из раствора с массовой долей серной кислоты 52% и плотностью 1.4 г/мл. Вычислить объем раствора серной кислоты и дистиллированной воды, необходимых для приготовления электролита. Рассчитать молярную концентрацию электролита (56л; 40л; 4,3 моль/л)

17. Вычислить объем раствора с массовой долей серной кислоты 5% и плотностью 1,32 г/мл, необходимый для приготовления 2л раствора серной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 0,5 моль/л. (742 мл)

18. Вычислить молярную концентрацию эквивалента и моляльную концентрацию раствора с массовой долей азотной кислоты 20,8% и плотностью 1,12 г/мл. Сколько граммов кислоты содержится в 4 л этого раствора? (3,7моль/л; 4,17 моль/кг; 931,8г) Вычислить температуру кристаллизации и кипения водного раствора с массовой долей глюкозы (С₆Н₁₂О₆) 2% (-0,2⁰С; 100,06⁰С)

19. Вычислить массовую долю водного раствора мочевины (NH₂) ₂CO, зная, что температура кристаллизации этого раствора равна -0,465⁰С

(1, 48%)

20. Определить молярную концентрацию 30% раствора гидроксида натрия, плотность раствора 1,1 г/мл.

21. Раствор, содержащий 1,22 г бензойной кислоты С₆Н₅СООН в 100 г сероуглерода (СS₂), кипит при 46,529⁰С. Температура кипения сероуглерода 46,3⁰С. Вычислить эбуллиоскопическую константу сероуглерода (2,29)

22. Вычислить температуру кристаллизации антифриза, представляющего собой водно-спиртовой раствор с массовой долей этилового спирта 2). Криоскопическая константа воды 1,86.

23. Смешали 15 л воды и 4 л этиленгликоля (С₂Н₄(ОН)₂ с плотностью 1,117 г/мл. Какова массовая доля этиленгликоля в полученном растворе? При какой температуре будет кристаллизоваться этот антифриз?

Дата добавления: 2015-07-25