Тема 4:Химическая кинетика и её значение для изучения скоростей и механизмов биохимических процессов

Дайте краткий ответ на теоретические вопросы:

1. Обратимые и необратимые химические реакции.

Ответ:

Необратимыми называются реакции, которые протекают только в одном направлении и идут до конца.

Обратимыми называются реакции, которые протекают в противоположных направлениях и не идут до конца.

2. Молекулярность и порядок реакций

Ответ:

Молекулярностью реакции называется число молекул, одновременно вступающих во взаимодействие.

Порядок реакции –это сумма показателей степени при концентрации реагирующих веществ входящих в кинетическое уравнение

2SO₂ + O₂ = 2SO₃

V = k [SO₂]² ∙ [O₂]¹

n = 2 + 1 = 3.

Решите задачи:

Задача 1:

При синтезе аммиака равновесие установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ: =4 моль/л, =2 моль/л, =6 моль/л. Рассчитайте константу равновесия этой реакции и исходные концентрации азота и водорода.

Константа равновесия этой реакции равна:

Исходные концентрации азота и водорода находим на основе уравнения реакции. На образование двух молей NH₃ расходуется один моль N₂, а на образование шести молей аммиака потребовалось: моль азота. Учитывая равновесную концентрацию азота, находим его первоначальную концентрацию:

моль/л

На образование двух молей NH₃ необходимо израсходовать 3 моль водорода, а для получения шести молей NH₃ требуется водорода: моль:

моль/л

Таким образом, реакция начиналась при =7 моль/л; = 11 моль/л

Ответ: К=1,1; =7 моль/л; = 11 моль/л

Задача №2

В лаборатории имеются растворы: 3% раствор H₂O₂ и концентрированный раствор Fe₂(SO₄)₃, а также MnO₂. Используя эти реактивы осуществить гомогенный и гетерогенный катализ реакции разложения H₂O₂.

Вопросы:

1.Что такое катализатор?

Катализатор - это вещество, которое не смещая равновесия химической реакции, увеличивает ее скорость, оставаясь в конце химически не измененным.

2. Почему в присутствии катализаторов изменяется скорость реакции?

Катализаторы снижают энергию активации, поэтому в их присутствии реакции протекают быстрее.

3.В чем заключается отличие гомогенного катализа от гетерогенного?

Гомогенный катализ наблюдается тогда, когда катализатор и реагирующие вещества находятся в одном и том том же агрегатном состоянии –жидком или газообразном.

Гомогенные реакции характеризуются отсутствием поверхности раздела между реагентами, поэтому их взаимодействие протекает по всему объему системы.

Гетерогенные реакции характеризуются наличием поверхности раздела между реагентами, где и протекает их взаимодействие.

Гетерогеный катализ наблюдается тогда когда реагирующие вещества находятся в одном , а катализатор в другом агрегатном состоянии. Чаще катализатор бывает твердым, а реагирующие вещества жидкими или газообразными

4.Какой катализатор Вы выберете для гомогенного катализа разложения H₂O₂?

Так как 3% раствор H₂O₂ – жидкость, то для гомогенного катализа следует выбрать концентрированный раствор FeCl₃

3. Какой катализатор Вы выберете для гетерогенного катализа разложения H₂O₂?

MnO₂ т.к он в твердом состоянии

Ответьте на тесты:

1. Состояние химического равновесия является

динамическим

2. Константа скорости реакции зависит от

температуры, природы и концентрации реагентов

природы и концентрации реагентов, температуры и давления в системе

3. Катализатором называется вещество, которое

ускоряет реакцию, но при этом не расходуется

4. Если на систему, находящуюся в состоянии химического равновесия оказано внешнее воздействие, то система, это воздействие

ослабляет

Занятие №5