Задачи для самостоятельного решения

1. Реакция идет по уравнению 2СО_(г) + О_2(г) → 2СО_{2 (г)}. Как изменится скорость этой реакции, если:

а) увеличить давление в 3 раза;

б) увеличить концентрацию кислорода в два раза?

2. В системе Са(НСО₃)_2(ж)  СаСО_3(кр) + СО_2(г) + Н₂О_(ж) установилось равновесие. Как изменится скорость обратной реакции при уменьшении давления в 2 раза? В сторону какой реакции – прямой или обратной – сместится равновесие:

а) при удалении из системы углекислого газа;

б) при повышении температуры (прямая реакция эндотермическая)?

3. Скорость реакции 2NO_(г) + O_2(г) → 2NO_2(г) при концентрациях с_NO = 0,3 моль/л, = 0,15 моль/л равна 1,3·10^-3 моль/л·с. Вычислите константу скорости реакции. Поясните, в чем ее физический смысл. Укажите факторы, от которых она зависит.

4. Определите температурный коэффициент скорости реакции γ, если при охлаждении от 80 ^оС до 40 ^оС скорость реакции уменьшилась в 16 раз. Что показывает температурный коэффициент скорости реакции? Дайте определение понятию «энергия активации».

5. В системе CaCO_{3 (кр)}  CaO_(кр) + CO_2(г) установилось равновесие. В сторону какой реакции – прямой или обратной – оно сместится при удалении из системы CO₂ и при увеличении температуры? Реакция разложения CaСO₃ эндотермическая.

6. Произойдет ли смещение равновесия в системах:

Fe₂O_3(кр) + 3H_2(г)  2Fe _(кр) + 3H₂O _(г),

CaCO_{3 (кр)}  CaO_(кр) + CO_{2 (г)}

при изменении давления? Ответ поясните. Сформулируйте принцип смещение равновесия Ле Шателье.

7. Как нужно изменить концентрации реагирующих веществ, давление и температуру, чтобы равновесие в системе

4NH_{3 (г)} + 5O_{2 (г)}  4NO_(г) + 6H₂O_(г)

сместилось в сторону образования аммиака? Прямая реакция экзотермическая.

Примерный вариант самостоятельной работы 1. Реакция идет по уравнению 2СО(г) + О2(г) → 2СО2 (г). Как изменится скорость этой реакции, если: а) увеличить давление в 3 раза; б) увеличить концентрацию кислорода в два раза? Запишите кинетические уравнения прямого и обратного процесса и подтвердите ответ расчётом. 2. Пользуясь табличными данными, рассчитайте изменение энергии Гиббса (ΔG0) реакции 4NH3 (г) + 5O2 (г)  4NO(г) + 6H2O(г), происходящей в стандартных изобарно-изотермических условиях. Решите вопрос о возможности самопроизвольного её протекания в открытой системе. 3. Определите температурный коэффициент, если образец цинка растворяется в серной кислоте при 25 оС за 16 минут, а при 45 оС за 4 минуты. 4. В системе SiO2(кр) + 2C (кр)  Si(кр) + 2CO2(г) установилось равновесие. В какую сторону сместится равновесие системы при удалении из системы оксида углерода (IV) и повышении температуры? Прямая реакция эндотермическая.

Вопросы для семинарского занятия

1. Основные термодинамические понятия: система, гомогенная и гетерогенная система, изолированная закрытая система, система открытая, параметры состояния системы, термодинамические функции. Внутренняя энергия и энтальпия. Тепловой эффект реакции. Эндотермические и экзотермические процессы. Закон Гесса и следствия, вытекающие из него. Стандартная энтальпия образования сложного вещества. Термохимические уравнения. Энтропия и изобарно-изотермический потенциал. Направленность химических процессов. I, II начала термодинамики.

2. Химическая кинетика. Скорость химических реакций. Энергия активации. Уравнение Аррениуса. Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ и давления. Закон действия масс. Кинетические уравнения. Константа скорости реакции.

3. Влияние температуры на скорость химической реакции, правило Вант-Гоффа, температурный коэффициент. Влияние катализатора на скорость реакции. Сущность катализа.

4. Процессы обратимые и необратимые. Химическое равновесие. Константа химического равновесия. Принцип Ле-Шателье. Влияние температуры, концентрации, давления и катализатора на смещение равновесия.