5. Скорость химических реакций и химическое равновесие уровень в

1. Реакция между веществами а и в описывается уравнением

А_(г) + 2В_(г) = 2С_(г).

Константа скорости этой реакции равна 0,1. Начальные концентрации реагирующих веществ с_о(А) = 0,4 моль/л, с_о(В) = 0,8 моль/л. Вычислить начальную скорость реакции и определить во сколько раз она изменится, если концентрация вещества А уменьшится на 0,1 моль/л.

Дано: Уравнение реакции, К = 0,1 с= 0,4 моль/л с= 0,8 моль/л с уменьшается на 0,1 моль/л	Решение В простейших одностадийных реакциях скорость пропорциональна концентрациям реагирующих веществ в степенях, равных их стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции. = K·с· = = 0,1∙0,4·0,82 = = 0,0256 моль/(л∙с).
Vнач – ? = ?

Исходные вещества реагируют между собой согласно стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции.

1Моль а – 2 моль в

0,1 Моль а – х моль в

х = моль.

Следовательно, уменьшение концентрации вещества А на 0,1 моль/л сопровождается уменьшением концентрации вещества В на 0,2 моль/л, тогда:

V_кон = К·с_А·.

= 0,1(0,4 – 0,1)(0,8 – 0,2)² = 0,0108 моль/(л·с).

В связи с уменьшением концентрации реагирующих веществ в ходе реакции скорость реакции уменьшается:

= 2,37,

т.е. скорость реакции уменьшилась в 2,37 раза.

Ответ: = 0,0256 моль/(л∙с).

При уменьшении концентрации вещества А на 0,1 моль/л, скорость реакции уменьшилась в 2,37 раза.

2. Энергия активации некоторой реакции равна 60 кДж/моль. Во сколько раз изменится скорость реакции: а) при повышении температуры от 320 до 360 К? б) если она протекает при 298 К в присутствии катализатора (Е_{ак (кат)}= 48 кДж/моль)?

б) Зависимость скорости реакции от наличия катализатора выражается уравнением

= 2,103,

откуда = 10^1,03= 127.

Ответ:

а) при повышении температуры от 320 до 360 К скорость реакции возрастает в 12,3 раза;

б) в присутствии катализатора скорость реакции возрастает в 127 раз.

3. Используя справочные данные по Δ_fHº(298 K) и Sº(298 K) веществ, определить температуру, при которой константа равновесия реакции CO_2(г) + C_(к) <=> 2CO_(г) равна единице. Записать выражение для константы равновесия данной реакции.

Твердые вещества в выражение К_р не включаются.

Значения Δ_fHº(298 K) и Sº (298 K) веществ берем из таблицы. По условию К_р = 1, следовательно, lgK_p = 0, тогда

Δ_rH°(298 K) – TΔ_rS°(298 K) = 0,

T = ,

где 10³ – коэффициент пересчета килоджоулей в джоули.

Δ_rHº(298 K) = 2Δ_fHº(298 K, CO_(г)) – [Δ_fHº(298 K, CO_2(г)) +

+ Δ_fHº(298 K, C_к)]

Δ_rHº(298 K) = 2(–110,5) – [(–393,5) + 0] = 172,5 кДж.

Δ_rSº(298 K) = 2 Sº(298 K, CO_(г)) – [Sº(298 K, CO_2(г)) + Sº(298 K, C_(k))] =

= 2·197,5 – (213,7 + 5,74) = 175,56 Дж/К.

Т = = 982,6 K.

Δ_rHº(298 K) – TΔ_rSº (298 K) = –2,303RTlgK_p

Ответ: К_р = 1 при 982,6 К.