елементи съдържание: енергия и посоката на потока на химични реакции; скоростта на химичните реакции; химично равновесие; закон за действие на масата.
до нивото на изискванията за обучение на дипломираните студенти: да бъде в състояние да обясни зависимостта на скоростта и посоката на реакциите на различни фактори, знаете закона за действието на масите.
Предназначение: за консолидиране на способността за решаване на проблемите на химична кинетика и термодинамиката, за обобщаване на знанията по темите "Енергетика и посоката на потока на химичните реакции", "Скоростта на химичните реакции с химическото равновесие.".
1. Тълкуване (отпред) проучване на тема "Енергетика на химичните реакции":
1) се нарича термодинамична система? какви параметри характеризират състоянието на системата?
2) Каква е енталпията на системата (H)?
3), което се нарича на топлината от реакцията? при какви условия се нарича енталпия промяна на реакция и е н?
4) се нарича топлинен ефект на съединението Н О 298. Защо е стандартизацията на държавни средства?
5), който обработва закон на Хес е валидна?
6) всички енергийни ефекти процеси могат да бъдат изчислени чрез използване на стойности маса H о 298?
2.Reshenie задачи: термохимични изчисления
Задача 1. Изчислява термичния ефект на реакцията на горене на сероводород
Решение: Уравнението 1-3 е термохимична уравнение образуване съответно 1 мол на Н2 S (д). Н2 О (д) и SO2 (ж) от прости вещества при стандартни условия и топлинни ефекти - на топлинен ефект на тези съединения N298 (виж Таблица ано ..). N298 прост формация в най-стабилната термодинамична държавата приема за нула
Въз основа на едно от последствията Хес право: H = H - H (Реф.), Където H (Прод.) И Н (Реф.) - размера на стандартните енталпиите на образуване на продуктите на реакцията и изходните материали, получаваме (прод.):
Н = (-286,0 - 297.0) - (- 20,17) = - 562.8 кДж.
Отрицателният енталпия на горене на сероводород реакцията означава, че реакцията е екзотермична.
Н (лит.)> Н (продължение). (В този случай, повече 562.8 кДж).
Следователно, Н (лит.) = Н (Cont.) + 562.8 кДж. Енергията се освобождават в околната среда.
Ефектът на топлина може да бъде включен в уравнението на химическа реакция
Забележка. Друг възможен вариант решения, ако сгънати термохимични уравнения 2 и 3, и изважда уравнение 1, се получи необходимото (оригинал) уравнение:
Заместването на цифровата стойност на енталпии на образуване на веществата на проблема, се получава стойността на топлинния ефект на реакцията:
Н = (-286,0 - 297.0) - (- 20,17) = - 562.8 кДж.
Получената уравнението за Н е следствие от закона Hess.
Отговор: - 562,8 кДж.
Проблем 2. Използването на термо-уравнение
Н2 S (ж) + 3/2 O2 = SO2 (ж) + Н2 О (ж) + 562.8 кДж определи размера на сероводород изгори, ако е известно, че реакцията се разпределя 281.4 кДж топлина.
Решение: извършване на изчислението съгласно уравнението и да определи V (H2 S):
3. Орална (отпред) проучване на "Посоката на потока на химични реакции":
1) Каква е ентропията на фактора на процес?
2) илюстрират един пример на това, че посоката на химически процес зависи от ентропията и енталпия на фактори;
3), което се нарича стандартната ентропия вещество?
4) се определя като промяна в ентропията на системата в резултат на специфичен поток процес при стандартни условия?
5) Какво е потенциала за изобарен-изотермични, или свободната енергия на Гибс? Какво ще кажете за химичен процес, за които:
1) G> 0. 2) G <0. 3) G = 0 ?
6) се нарича стандартната изобарно-изотермично потенциалното образуване на вещества?
4.Reshenie задачи: посоката на потока на химични реакции
Задача 1. Познайте знака на промяната на ентропията (S о 298) във всяка от предложените реакции:
Проверете изчисление констатации S о 298 съответните реакции с помощта на референтни данни.
I. 1) S о 298 първата реакция е по-голяма от нула. Ентропията на системата като мярка за нарушение се увеличава, тъй като броят на моловете вещество (брой молове), още повече, че едно от веществата, получени са в газообразно състояние;
2) S о 298 <0, так как в реакцию вступают три объема газов, а получаются два, т.е. число частиц газообразных веществ уменьшается, в системе растет упорядоченность;
3) S о 298 <0 по той же причине, что и в случае 2;
4) вероятно, S о 298> 0, тъй като газовите молекули стават по-сложна структура (Н2 О вместо Н2), въпреки че реакцията молове и не променя (включително в газообразно състояние);
5) S о 298 <0, так как ионы Ag + и CL -. находящиеся в растворе, переходят в осадок, т.е. в системе растет упорядоченность.
II. Махни от таблицата с поглед нагоре стойности S о 298 съответните вещества и да ги подпише под формулите в уравнения с 1 - 5:
S5 = 96,11 - (72,63 + 56,63) = - 33,15 J / ° С
т.е. резултати от изчисленията S о 298 реакции потвърждават изводите, направени по-рано.
Задача 2. Кои от реакции, изброени в Задача 1, възникне спонтанно при стандартни условия?
Решение: Отговорът на въпроса на проблема позволява изчисляването на промените в потенциала за изобарен-изотермични, или свободната енергия на Гибс (G 298) о предложените реакции. G - функция на състоянието на системата, и по тази причина,
G о = G о (прод.) - G о (вж.).
Ние напиши от таблица за справка стойности G о образуване на съединения 298 и ги подписва под съответните формули в уравнения 1 - 5, изчислителни г о 298 съответните реакции:
Тези резултати показват, че реакцията на 1, 3 и 5 могат да се появят спонтанно при стандартни условия до установяване на равновесие и реакцията е 2 и 4 в тези условия се появят при посочената посока не може.
5. Орална (отпред) проучване на тема: "Скоростта на химичните реакции"
1), което се разбира от скоростта на химични реакции?
2) Защо от скоростта на химичните реакции, че има смисъл да се говори само за определен период от време?
3) Какви фактори влияят на скоростта на химична реакция?
4) Каква е разликата на хомогенни и хетерогенни химични реакции?
5) да определи закона за действието на масите
6) Какво е постоянната скорост на химична реакция? каква е неговата физически смисъл? какво единици се измерва?
7) формата, в която се прилага закона за действието на масите на хетерогенни реакции?
8), като скоростта на химични реакции зависи от температурата? така че температурния коефициент на скоростта на химична реакция? как се изчислява?
9), което е енергията активиране на химическа реакция? Как енергията активиране на скоростта на реакцията?
10), което е ограничаващ етап на комплекс химическата реакция?
6.Reshenie проблеми: скоростта на химични реакции
Задача 1. Скоростта на химична реакция 2NO + O2 = 2NO2 описано уравнение. Колко пъти скоростта на реакцията се увеличава с увеличаване на налягането в захранващата смес от газове до два пъти?
Решение: Увеличението на налягане се равнява на половината удвоява концентрациите на NO и O2. Следователно, скоростта на взаимодействие ще бъде в съответствие със закона за действието на масите следните изрази:
Цел 2. Обяснете защо експонат в уравнение, изразяващо закона за действието на масите за следните реакции между започващи газообразни вещества, не винаги съответства на коефициентите на уравнението?
Отговор. Реакция 2 и 4 се процедира чрез междинния етап, и скоростта на такива реакции се определя от стехиометрията на ограничаващия етап.
7. Орална (отпред) проучване на "катализ":
1) процес, наречен катализа?
2) Какво е катализатор?
3), което е положително и отрицателно катализа?
4) като катализатор ефект на енергията на активиране на химическа реакция?
5) се различава от хомогенна хетерогенен катализ?
6), което е същността на катализатор селективност?
7) Каква е ролята на катализатор в хетерогенна катализа?
8), което е ефектът на инхибитори на химични реакции?
9), че тези катализаторни отрови?
10) Какви са характеристиките на ензима катализа?
Задача 1. ацеталдехид се разлага в газова фаза, както следва: СН3 СОН = CH4 + CO. Наличието на йодни пари значително ускорява реакцията. Известно е, че каталитичен процес първия етап
СН3 СОН + I2 = СН3 I + HI + CO бавно секунда. Добави реакцията на втория етап и уравнението експресиращи закона за действието на масите за каталитичната реакция като цяло.
Решение: Според теорията на междинни съединения, обясняващи хомогенна катализа, реакционната А + В = AB (а) протича в етапа:
1) + A = AA, 2) AA + AB + В = К, където К - катализатор.
Очевидно е, че а = 1 или 2 + 2 = а - 1:
(Работи с двете уравнение алгебрични химически).
Тъй като ограничаващ етап каталитичен процес е най-бавната стъпка, уравнението на ацеталдехид скорост разлагане съгласно закона за действието на масите ще
9. Орална (отпред) проучване на "химически равновесие":
1), което се нарича обратима реакция? Как те се различават от реакциите, които се извършват преди края?
2) какво е състоянието на химически равновесие? можем да кажем, че създаването на химическото равновесие на реакцията се спира?
3) Какво е равновесната константа на химическа реакция? Тя се изразява като равновесна константа на равновесната концентрация на реагентите?
4) Какви са характеристиките на експресията на константата на равновесие за хетерогенни химични процеси?
5) като равновесната константа е свързано с промяна в потенциала G реакция изобарно-изотермично?
6) ефекта от промяна на температурата на константата на равновесие?
7) е състояние на равновесие ще се промени с въвеждането на катализатора в реакционната смес? Какво заключение следва да се изготви за ефекта на катализатора на константата на равновесие?
8) зададени правило за определяне на посоката на преместване на равновесие, когато промяната на налягането в реакции между газообразни вещества; какви промени трябва да въведете при определяне на прехода равновесие, когато налягането за разнородни системи?
9) като тя засяга промяната в концентрацията на едно от веществата на изместване на баланс в хомогенна реакционна смес на?
10), което е ефектът на температурни промени на преминаването на баланс в екзотермични и ендотермични реакции?
10.Reshenie задачи: химическата равновесие
Задача 1. При определена температура реакцията Константа на равновесие на Н2 (д) + Br2 (ж) <-> 2NBr (Z) е равно на 1. Определяне на равновесната състава на реакционната смес, ако реакцията се приема за 1 мол и 2 мола Н2 Br2.
Решение. пишете израза на константата на равновесие:
Проблемът намалява до определянето на равновесната концентрация на реагентите чрез константата на равновесие. От уравнението на реакцията показва, че 1 мол водород реагират с един мол от бром, се получава 2 мола НВг. Ако равновесие за постигане X мол водород взаимодейства сумите равновесие на вещества в сместа и пропорционални на техните концентрации ще бъдат:
Замествайки тези стойности в постоянен израз на равновесие, получаваме:
Разтвор на квадратното уравнение 3x 2 + 3 - 1 = 0 дава х = 0.45 (втори корен на уравнението отрицателни и няма физическо значение).
При достигане на равновесие количества от реагентите в сместа ще бъде:
п (Н2) = 1 - 0.45 = 0.55 мол
п (Br2) = 2 - 0.45 = 1.55 мол
п (НВг) = 2 * 0.45 = 0.9 мола
Проблем 2. Азотният оксид (IV) NO2 оцветен в кафяво цвят, димер 2O 4 безцветен. Прогнозира като оцветяване газова смес ще варира, докато повишаване на температурата и намаляване на налягане.
Изчислява топлината от реакцията в стандартните условия на референтната данни:
Реакция Н = Н о 298 (2O 4) - Н о 298 2 (NO2) = 1 мол * 9.6 кДж / мол-2 мола * 33,8 кДж / мол = -58 кДж
Тъй като реакцията е екзотермична (Н<0) и протекает с уменьшением числа молей газообразных веществ, то повышение температуры и понижение давления смещают равновесие в одном направлении - в сторону исходного вещества, что вызывает усиление окраски смеси газов.
Отговор. оцветяване засили.
11. Обобщаване урока, домашното (вж. Приложението № 1)
Забележка: въпроси за предна проучването могат да се използват като допълнително (след решаване на всеки проблем, един или друг начин ученик).
Свързани статии