2.2. Вопросы для самоподготовки

1. Не проводя вычислений, обоснуйте, как изменяется энтропия системы в ходе реакций

4NH_{3 (г)} + 3O_{2 (г)} = 2N_{2 (г)} + 6H₂O _(г);

2NO _(г) + O_{2 (г)} = 2NO_{2 (г)};

C _(т) + H₂O _(г) = CO _(г) + H_{2 (г)}.

2. Рассчитайте по справочным данным значение DS⁰ реакции

С₂H_4(г) + 3O_2(г) = 2CO_2(г) + 2H₂O_(г).

Вещество	, Дж/(моль.К)
С2H4(г) O2(г) CO2(г) H2O(г)	219,4 205,0 213,2 188,7

3. Рассчитайте значение G⁰ по справочным данным и оцените возможность самопроизвольного прохождения в стандартных условиях реакции

MgCO_3(т) = MgO_(т) + CO_2(г).

Вещество	G0обр, кДж/моль
MgCO3(т) MgO(т) СО2(г)	-1028 - 569 - 395

4. Рассчитайте значение реакции

CCl_4(г) + 4HCl _(г) = СH_4(г) + 4Cl_2(г) ,

если известны значения = +434 кДж/моль и = - 117 Дж/(моль^.К). Оцените термодинамическую возможность данной реакции в стандартных условиях.

Раздел 3. Химическая кинетика

3.1. Примеры задач с решениями

• Задача 1. Для реакции

2NO_(г) + Cl_2(г) = 2NOCl_(г)

экспериментальное кинетическое уравнение совпадает с математическим выражением закона действующих масс. Определите, во сколько раз увеличится скорость реакции при увеличении концентрации оксида азота (II) в три раза.

Решение

Кинетическим уравнением называют математическую зависимость скорости реакции от концентрации. Согласно закону действующих масс, скорость элементарной химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, возведенных в степени, равные стехиометрическим коэффициентам. Кинетическое уравнение данной реакции

.

Константа скорости реакции k, входящая в кинетическое уравнение, не зависит от концентрации веществ. Обозначим скорость реакции в системе исходного состава . Скорость реакции при повышении концентрации оксида азота в три раза

Ответ: в 9 раз.

• Задача 2. Рассчитайте, во сколько раз возрастает скорость реакции при повышении температуры от 20 до 50 ⁰С ( = 3).

Решение

Согласно правилу Вант-Гоффа

_{Ответ: в 27 раз.}

• Задача 3. Рассчитайте, во сколько раз увеличится продолжительность некоторой реакции при понижении температуры на 40 градусов ( = 2).

Решение

Продолжительность и скорость реакции – обратно пропорциональные величины. Обозначим и продолжительность реакции при температуре Т₂ и Т₁ соответственно (Т₂ < Т₁).

Ответ: в 16 раз.

3.2. Вопросы для самоподготовки

1. Запишите кинетическое уравнение элементарной реакции

2NO_(г) + О_2(г) = 2NO_2(г)

и поясните смысл величин, входящих в кинетическое уравнение. Рассчитайте, как изменится скорость реакции при уменьшении концентрации NO в 2 раза.

2. Кинетическое уравнение реакции

4H_2(г) + 2NO_2(г) = 4H₂O_(г) + N_2(г)

имеет вид . Рассчитайте, во сколько раз увеличится скорость реакции при увеличении давления в 2 раза.