Фундаментальные законы и теории химии

Вопросы - Химия

Другие вопросы по предмету Химия

Экзотермическая реакция - химическая реакция, сопровождающаяся выделением теплоты

Эндотермическая реакция - химическая реакция, сопровождающаяся поглощением теплоты.

Задача. Сколько тепла выделится при сгорании 100л угарного газа?

Решение:

Уравнение реакции:

 

CO(г) +1/2 O2 (г) > CO2(г)

?H = ??Hпрод - ??Hисх

?H =(-393,51) - ((-110,53) + 1/20) = - 282, 98 кДж/моль

 

Значит, при сгорании 1 моль угарного газа выделяется 282,98 кДж теплоты. 100 л - это 100 / 22.4 = 4.46 моль СО. Пропорция: 1 моль CO --------------- 282,98 кДж теплоты 4.46 моль CO ------------ х кДж х = 4.46282,98/1=1262, 09 кДж=1,262 МДж

Ответ: 1,262 МДж

 

Кинетика химических реакций

 

Объясните зависимость скорости реакции температуры. Приведите формулировку и математическое выражение приближенного правила Вант - Гоффа. Поясните понятие температурного коэффициента скорость химических реакций.

В первом приближении влияние температуры на скорость реакций определяется правилом Вант-Гоффа (сформулировано Я. Х. Вант-Гоффом на основании экспериментального изучения множества реакций):

В интервале температур от 0оС до 100оС при повышении температуры на каждые 10 градусов скорость химической реакции возрастает в 2-4 раза:

 

 

где ? - температурный коэффициент, принимающий значения от 2 до 4.

Задача. На сколько градусов следует повысить температуру в реакционной системе, чтобы скорость реакции возросла в 100 раз (температурный коэффициент скорости =2,78)

 

Решение:

По условию: ?2/?1=100

 

100 = 2,78?t/10

?t = 10 lg (100) / lg (2.78)

?t = 45

 

Ответ: на 45 0С

 

Химическое равновесие

 

Дайте формулировку принципа Ле - Шателье. На примере обратимой реакции 2NO2(г) 2NO(г)+ O2(г) - Q (реакция эндотермическая) разберите влияние концентрации веществ, давления в системе, температуры и присутствия катализатора на химическое равновесия.

Принцип Ле-Шателье - внешнее воздействие на систему, находящуюся в состоянии равновесия, приводит к смещению этого равновесия в направлении, при котором эффект произведенного воздействия ослабляется.

Увеличение давления смещает равновесие в сторону реакции, ведущей к уменьшению объема. (в сторону обратной реакции)

Повышение температуры смещает равновесие в сторону эндотермической реакции.(в прямом направлении)

Увеличение концентрации исходных веществ и удаление продуктов из сферы реакции смещают равновесие в стoрону прямой реакции. (в сторону прямой реакции)

Катализаторы не влияют на положение равновесия.

Задача. Равновесие в реакции 2NO(г)+ O2(г) 2NO2(г) установилось при следующих концентрациях (моль/л): NO - 0.32; О2 - 0.24; NO2 - 0.20. Рассчитайте исходные концентрации NO и О2, а также константу равновесия.

 

Решение:

р = [NO2]2/([O2]•[NO]2) = 0,22/(0,24•0,322) = 1.62

 

Исходные концентрации равны сумме равновесных концентраций и концентраций вступивших в реакции веществ. Последние можно определить из стехиометрических соотношений:

 

NO + O2 ? 2NO2

[NO]прореаг. = [NO2] = 0.2 моль/л;

[O2]прореаг. = = 0.1 моль/л.

Отсюда: [NO]0 = [NO] + [NO]прореаг. = 0.2 + 0.32 = 0.52 моль/л;

[O2]0 = [O2] + [O2]прореаг. = 0.1 + 0.24 = 0.34 моль/л.

 

Растворы

 

Что такое растворимость? Влияние различных факторов на растворимость. Что такое коэффициент растворимости? В каких единицах он выражается?

Растворимость - способность вещества образовывать с другими веществами однородные системы - растворы, в которых вещество находится в виде отдельных атомов, ионов, молекул или частиц. Растворимость выражается концентрацией растворённого вещества в его насыщенном растворе либо в процентах, либо в весовых или объёмных единицах, отнесённых к 100 г или 100 см (мл) растворителя (г/100 г или см/100 см).

Растворимость газов в жидкости зависит от температуры и давления. Растворимость жидких и твёрдых веществ - практически только от температуры.

Коэффициент растворимости - масса вещества, содержащаяся в 100 г растворителя для получения насыщенного раствора при данной температуре. По величине коэффициента растворимости твердые вещества делят на хорошо растворимые (S >10 г), малорастворимые (10 г > S > 0,01 г) и практически нерастворимые (S < 0,01 г). Обычно при повышении температуры растворимость твердых веществ увеличивается, газов - уменьшается.

Задача. Вычислите молярную концентрацию эквивалента и молярную концентрацию 16% - ного раствора хлорида алюминия, плотность которого 1.149г/мл.

Решение:

)Молярная масса AlCl3:

Mr(AlCl3) = 133,5 г/моль, фактор эквивалентности равен f = 1/3

)Найдем массу вещества, содержащуюся в 1 литре раствора:= 10001.1490.16 = 183.84 г

)Число моль v = 183.84/133.34 = 1.38 моль

)Молярность раствора рассчитывается по формуле:

СM = m/M(AlCl3) = 1.38 (моль/литр)

)Нормальность СN = M/f = СM3 = 1.383= 4.14

)Моляльность Сm = v1000/(1149-183.84) = 1.381000/965.16 = 1.429

 

Растворы неэлектролитов

 

Дайте определения понятию разбавленный раствор. Объясните, почему изменяется температура кипения растворов по сравнению с чистом растворителем.

Разбавленный раствор - раствор с низким содержанием растворённого вещества.

Понижение давления насыщенного пара воды (растворителя) над раствором приводит к повышению температуры кипения и понижению температуры плавления раствора по сравнению с температурами кипения и плавления чистого растворителя.

Задача. При какой температуре будет кипеть 50% - ный раствор сахарозы С12Н22О11 (Н2О)=0.52 ?

Решение:

Допустим дан 1 кг воды в которой растворена