Вопрос 1

Nа Н₂РO₄

P⁺⁵ — P ₂O₅ — H₃ РO₄ — Na₃РO₄

Nа₂НРO₄

P ₂O₅– кислотный оксид; оксид фосфора (V);

H₃ РO₄– кислотный гидроксид ;ортофосфорная кислота ;

Na ₃ РO₄ – средняя соль; фосфат натрия.

Nа ₂ НРO₄ – кислая соль; гидрофосфат натрия.

Nа H₂ РO₄– кислая соль; дигидрофосфат натрия

H₃ РO₄ + 3NaOH = Na₃РO₄ + 3H₂O

H₃ РO₄ + 3OH^- = 3H₂O + РO₄ ^3-

H₃ РO₄ + HCl = реакция не идет

Вопрос 2

Даны Zn(OH)₂ и H₂SO₄

Zn(OH)₂ – двухкислотное основание – образует два ряда солей- средние и основные. Средняя соль ZnSO₄, сульфат цинка; основная соль (ZnOH)₂SO₄, гидроксосульфат цинка. H₂SO₄ – двухосновная кислота, образует два ряда солей – средние и кислые, кислая соль Zn(HSO₄)₂, гидросульфат цинка.

Вопрос 3 Осуществить превращения

Al→Al(NO₃)₃→AlOH(NO₃)₂→ Al(OH)₃ → Al₂ (SO₄)

Сr(NO₃)₃ + Al → Al(NO₃)₃ + Сr

Al(NO₃)₃ + NaOH нед. →AlOH(NO₃)₂ + NaNO₃

Al³⁺ + OH^- + 2NO₃^- = AlOH(NO₃)₂

AlOH(NO₃)₂ +2 NaOH= Al(OH)₃ + 2NaNO₃

AlOH(NO₃)₂ + 2OH^- = Al(OH)₃ + 2NO₃^-

2Al(OH)₃ +3H₂SO_{4 =} Al₂ (SO₄) ₃ +6H₂O

2Al(OH)₃ + 6 H⁺ = 2 Al³⁺ + 6H₂O

Задание 3. Химическая термодинамика. Кинетика и химическое равновесие

Общие методические указания.

Домашнее задание. При выполнении заданий необходимо знать:

1) Первый и второй законы термодинамики

2) Закон Гесса

3) Какими факторами определяется величина теплового эффекта раст-ворения ;

4) как определяется стандартная теплота химической реакции;

5) что такое изобарно-изотермический потенциал , как он вычисляется, при каких его значениях реакция может протекать самопроизвольно ;

6) Как определяется скорость химических реакций в гомогенных и ге-терогенных системах;

7) от каких факторов зависит скорость химических реакций;

8) закон действующих масс;

9) правило Вант-Гоффа;

10) принцип Ле Шателье, как можно сместить химического равновесия в сторону получения целевого продукта.

Решите следующие задачи:

1. Реакция образования оксида азота (ΙV) выражается уравнением 2NO+O₂=2 NO₂.

Как изменится скорость прямой и обратной реакций, если давление уве-личить в 2 раза, а температуру оставить постоянной? Вызовет ли это из-менение скоростей смещение равновесия? (Ответ: скорость прямой реак-ции увеличилась в 8 раз, скорость обратной реакции увеличилась в 4 раза).

2.Во сколько раз изменится скорость прямой и обратной реакции в сис-теме

2SO_2(г)+О_2(г)=2SO_3(г),

если объем газовой смеси уменьшить в 3 раза? В какую сторону сместится равновесие системы? (Ответ:в 27 раз;в 9 раз).

3.Константа равновесия гомогенной системы CO_(г)+Н₂O_(г)=CO_2(г)+H_2(г) при 850ºС равна 1. Вычислите концентрации всех веществ при равновесии, если исходные концентрации: [CO]_исх.=3 моль/л, [Н₂О]_исх.=2 моль/л. (Ответ:[CO₂]_р=1,2 моль/л; [Н₂]_р=1,2 моль/л; [CO]_р=1,8 моль/л; [Н₂О]_р=0,8 моль/л.

4.При 393 К реакция заканчивается за 10 мин. Сколько времени будет продолжаться реакция при 393 К, если температурный коэффициент этой реакции равен 3? (Ответ:4,5 ч.)

5.При синтезе аммиака N₂+3H₂=2NH₃ равновесие установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ: С_N2=4 моль/л; С_H2=2 моль/л; С_NH3=6 моль/л. Рассчитайте константу равновесия этой реакции и ис-

ходные концентрации азота и водорода. (Ответ: 1,1; С_N2=7 моль/л; С_H2= 11моль/л).

6. Реакция протекает по уравнению 4HCl+O₂=2H₂O+2Cl₂. В сторону ка- кой реакции сместится химическое равновесие, если концентрации всех реагирующих веществ увеличить в 3 раза.

7. Реакция протекает по уравнению 4HCl+O₂=2H₂O+2Cl₂. В сторону какой реакции сместится химическое равновесие, если концентрации всех реагиру-ющих веществ уменьшить в 2 раза.

8. Скорость некоторой реакции при 0 ⁰С примем за единицу. Вычислите скорость той же реакции при 100 ⁰С, если температурный коэффициент γ = 3.

9.Укажите, как повлияет на равновесие в системе

СО(г) + Н₂О(г) ↔ СО₂(г) + Н₂(г) ΔН = +42 кДж:

а) увеличение температуры; б) уменьшение давления;

Составьте выражение константы равновесия для данного обратимого процесса.

10. Определите возможность протекания процесса при стандартных условиях и при 1000 К

2NiO(к) + C(граф) = 2Ni(к) + CO₂(г).

11. Температурный коэффициент скорости некоторой реакции равен 2,3. Укажите, как изменяется скорость этой реакции при повышении температуры на 20 ⁰С.

12. Составьте выражение константы равновесия для реакций:

а) ZnO(к) + СО(г) ↔ Zn (к) + CO₂(г); ΔН >0;

б) 2СО(г) + 2Н₂(г) ↔ СН₄(г) + СО₂(г) ; ΔН< 0.

Укажите, как повлияет на равновесие в этих системах: а) уменьшение температуры; б) увеличение давления.

13. Пользуясь справочными данными, установите возможно ли при температурах 298 и 2500 К протекание реакции:

ТiO_2(k) +2C (графит) = Ti (к) + 2СО (г).

14. Исходя из теплоты образования газообразного СО₂ (ΔН = -393, 5 кДж/моль) и термохимического уравнения:

С(графит ) + 2 N₂О (г) = СО₂ (г) + N₂(г)

Вычислить теплоту образования N₂О.

15. При взаимодействии газообразного метана и сероводорода образу-ется сероуглерод CS₂ (г) и водород. Напишите термохимическое уравнение этой реакции и вычислите ее тепловой эффект. Ответ: + 230,43 кДж.

16. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите ΔG^o₂₉₈ реакции, протекающей по уравнению:

CO(г) + Н₂О(ж) = СО₂ (г) + Н₂(г).

Возможна ли эта реакция при стандартных условиях?

Ответ: - 19,91 кДж.

17. При какой температуре наступит равновесие системы:

4HCl(г) + O₂(г) ↔ Н₂О(г) + 2Cl₂ (г) ; ΔН = -114,62 кДж.

Что является более сильным окислителем: хлор или кислород в этой системе , при каких температурах? Ответ: 891 К.

18. Определите ΔG^o₂₉₈ реакции, протекающей по уравнению:

4NH₃(г) + 5O₂(г) = 4NO(г) + 6 H₂O(г).

Вычисления сделайте на основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ. Возможна ли эта реакция при стандартных условиях? Ответ: - 957,77 кДж.

19.Образование сероводорода из простых веществ протекает по урав-нению:

H₂(г) + S(ромб) = H₂S(г); ΔН = - 20,15 кДж.

Исходя из значений S^o₂₉₈ cоответствующих веществ, вычислите ΔS^o₂₉₈ и ΔG^o₂₉₈ этой реакции. Возможно ли образование H₂S из простых веществ при стандартных условиях? Ответ: 43,15 кДж/моль∙град; - 33,01 кДж.

20.Чем можно объяснить, что при стандартных условиях возможна экзотермическая реакция, протекающая по уравнению:

H₂(г) + CO₂(г) = CO(г) + H₂O(ж); ΔН = - 2,85 кДж.

Вывод сделайте на основании качественного изменения энтропии. Зная тепловой эффект реакции и абсолютные стандартные энтропии соответствующих веществ, определите ΔG^o₂₉₈ этой реакции.

Ответ: +19,91 кДж.

задание 4

Примеры выполнения задания

Пример 1. Вычислите тепловой эффект химической реакции

2H₂ + CO ® CH₃OH_(ж)

при 298 К