Задача №4. В системе: А(г) + В(г) С(г) равновесные концентрации С(А) = 0,216 моль/л, С(В) = 0,12 моль/л, С(С) = 0,216 моль/л; найдите константу равновесия реакции и исходные концентрации веществ А и В.

Д А Н О :

с (А) = 0,216 моль/л

с (В) = 0,120 моль/л

с (С) = 0,216 моль/л

КТ = ?

с (Ао) = ?, С (Во) = ?

Эталон решения.

Константа равновесия данной реакции по закону действия масс выражается уравнением:

Подставляя в это уравнение данные задачи, находим численное значение КТ:

КТ = 2,5

Согласно уравнению реакции из 1 моля вещества А и 2 молей вещества В образовался I моль вещества С. По данным задачи, в каждом литре системы образовалось 0,216 молей вещества С при израсходовании 0,216 молей вещества А и 0,2162=0,432 моля вещества В.

Таким образом, исходные концентрации веществ А и В равны:

С(А0) = 0,06 моль/л + 0,216 моль/л =0,276моль/л

С(В0) = 0,12 моль/л +0,432 моль/л = 0,552 моль/л

Ответ:

КТ= 2,5 с(А0) = 0, 276 моль/л с(В0) = 0,552 моль/л

Ситуационные задачи.

Задача 1. При нагревании смеси газообразных водорода и йода до 4200С установились следующие равновесные концентрации реагентов:

С(Н2) - 2 10-3 моль/л, с(J2) - 2,5 10-4 моль/л, с(HJ) - 5 10-3 моль/л. Каково значение констант равновесия Кс и Кр при этих условиях?

Ответ:. В данном случае

Кс = Кр = 50

Задача 2. Диоксид азота - бурый газ с характерным запахом, для человека ядовит. Является важным продуктом при получении азотной кислоты, поэтому при работе с ним приходится учитывать его отравляющее действие. Получается по реакции:

2NО(г) + О2(г)2NО2(г)

Найдите значение константы химического равновесия, если первоначально была приготовлена смесь, содержащая 4 моля оксида азота и 2 моля кислорода, а к моменту наступления равновесия осталось 20% первоначального количества азота.

Ответ: КТ=40.

Тестовые вопросы.

1. Положительный катализ направляет реакцию по пути:

а) с низким активационным барьером

б) с высоким активационным барьером

в) не влияет

2.Во сколько раз увеличивается скорость реакции при повышении температуры с 100С до 300С при =4?

а) 5 б) 16 в) 64 г) 8

3. В какую сторону сместится равновесие следующей реакции при увеличении давления в два раза - 2NO + Cl2 = 2NOCl?

а) вправо б) влево в) давление не оказывает влияние

г) равновесие не сместится.

4. Во сколько раз увеличивается скорость гомогенной химической реакции при повышении температуры на 200С? (гамма=4)

а) в 24 раза б) в 4 раза в) в 8 раз г) в16 раз

5. Как называются вещества, добавление которых активирует катализаторы?

а) реагенты б) промоторы в) каталитические яды

г) ферменты

6. Во сколько раз увеличивается скорость реакции при повышении температуры от 150С до 350С если температурный коэффициент равен 3?

а) 5 б) 16 в) 12 г) 9

7.Как называется катализатор, замедляющий химическое превращение ?

а) аутокатализатор б) положительный катализатор

в) ингибитор г) гетерогенный катализатор

8.При каких рН фермент пепсин проявляет наибольшую активность?

а) рН = 1-2,2 б) рН = 2,2-3 в) рН = 1-3,5 г) рН = 10,0-10,2

9.Какие реакции протекают быстрее?

а) в гомосистемах б) в гетеросистемах

в) одностадийные г) многостадийные

10. В какую сторону и во сколько раз изменяется скорость химических реакций при увеличении давления системы в 3 раза в следующей реакции: 3Н2 + N2 = 2NH3

а) влево в 8 раз б) вправо в 81 раз

в) влево в 81 раза г) влево в 4 раза

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 30

Опыт 1. Влияние температуры на скорость реакции.

В две пробирки по 15 капель наносят раствор HCl. Одну пробирку нагрейте. В обе пробирки добавьте металлический цинк. Сравните и объясните разницу выделения водорода.

В две пробирки вносите по 5 капель CrCl3 комплексон (Ш) и CH3COONa. Одну пробирку нагрейте до кипения. Объясните и сравните скорость изменения цвета раствора в пробирках.

Опыт 2. Зависимость скорости реакции от катализатора.

В 2 пробирки вносят по 10 капель H2C2O4 и 8 капель раствора H2SO4. В одну пробирку добавьте несколько кристаллов MnSO4. В две пробирки добавьте по 5 капель раствора KMnO4. Сравните в обеих пробирках скорость исчезновения цвета раствора и определите роль MnSO4.

Опыт 3. Влияние на скорость реакции природы вещества.

В пробирку №1 налейте 2 мл CH3COOH , №2 - 2 мл HCl. К ним добавьте металлический цинк. Определите интенсивность выделения водорода. Напишите уравнение реакции. Объясните причину разной скорости процесса.

Качественные опыты по химическому равновесию.

Опыт 1. Влияние температуры на химическое равновесие.

1.1. При взаимодействии иода с крахмалом образуется вещество синей окраски сложного состава - иодокрахмал. Реакция экзотермическая, равновесие ее можно условно представить схемой:

Йод + крахмал йодокрахмал+Q.

В две пробирки налить по 4-5 капель раствора крахмала и добавить по 1 капле разбавленного раствора иода. Раствор окрасится в синий цвет. Нагреть одну из пробирок и наблюдать изменение окраски. Затем охладить пробирку водой из под крана. Что произойдет с окраской раствора? Дать объяснение опыту.

1.2. В две пробирки налить по 5-7 мл дисциллированной воды, по 2-3 капли фенолфталеина и по 1 капле концентрированного раствора аммиака.

Одну пробирку оставить для сравнения, другую нагреть. Нагревание способствует выделению аммиака из раствора и тем самым сдвигу равновесия:

NH3 + H2ONH4OHNH4+ + OH-

Объясните изменение окраски раствора аммиака при нагревании.

Опыт 3. Влияние реакции среды на химическое равновесие.

В щелочном растворе ион хрома (YI) существует в форме окрашенного в желтый цвет хромат - иона. По мере понижения рН происходит протонизация иона и в кислой среде образуется ион бихромата - оранжевого цвета.

Налить в пробирку 2-3 мл 10% раствора. К этому раствору по каплям добавить концентрированный раствор щелочи, наблюдать изменение окраски. Когда раствор станет желтым, добавить концентрированную серную кислоту по каплям. Наблюдать изменение окраски.

Объясните происходящее явление.

Опыт 4. Смещение равновесия под влиянием образования малодиссоциированных веществ.

В пробирку внести 4-5 мл раствора хлорида магния и медленно прилить раствор гидроксида натрия до образования осадка. Взболтать осадок, суспензию разлить в другие две пробирки.

Первую пробирку оставить для сравнения, во вторую прилить соляную кислоту до растворения осадка, в третью прилить раствор хлорида аммония до растворения осадка. Объяснить растворение гидроксида магния в соляной кислоте и в хлориде аммония.

Задачи для самостоятельного решения

1. Обоснуйте отличие химических катализаторов от ферментов.

2. В результате потребления большого количества алкоголя некоторые ферменты человека теряют свою активную конформацию. Предложите возможный механизм этого явления на молекулярном уровне.

3. Ферменты алкогольдегидрогеназа переводит этиленгликоль в ядовитый оксалат - ион, а этанол - в ацетат - ион. Величина К1/К2=К для равновесия Е+ намного меньше для этиленгликоля по сравнению с «К» для этанола. Зная это, объясните, почему при отравлении этиленгликолем вводят внутривенно этанол. Последнее наполовину снижает смертельный исход.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 1. Растворимость некоторых солей при различных температурах (1 г безводного вещества в 100г воды)

Таблица 2. Теплота сгорания некоторых органических веществ

Таблица 3.Теплота растворения в воде некоторых неорганических веществ

?Н0298 - стандартная теплота образования вещества кЖ/моль

?G0298 - энергии Гиббса при образовании сложного вещества из простого кЖ/моль

?S298 - стандартная энтропия вещества Ж/моль К

Сокращения, принятые в таблице:

кр- кристаллическое состояние

г- газообразное состояние

аg - количество вещества в водном растворе Таблица 4. Термодинамические свойства некоторых соединений, применяемых в медицине.

Таблица 4. Термодинамические свойства некоторых соединений, применяемых в медицине.

Таблица 5 Свойства некоторых индикаторов

Таблица 6 Способы выражения концентрации растворов

Таблица 7 Криоскопические и эбулиоскопические константы некоторых растворителей

Таблица 8 Константы растворимости некоторых трудно растворимых соединений

Таблица 9 Константы диссоциации некоторых кислот и оснований

Таблица 10 Константы нестойкости некоторых комплексных ионов

Таблица 11 Содержание химических элементов в живом организме

Таблица 12 Распространенность химических элементов в земной коре (по декадам В.И. Вернадского)

Таблица 13 Радиусы некоторых атом и ионов (пм)

Таблица 14 Энергия ионизации некоторых атомов.

Размещено на Allbest.ru