САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА ВАРИАНТ№2 «ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА»F 3 O 4 (к)+ 4H 2 (г)= 3Fe (k) + 4H 2 O(г) +Q1. Записать уравнения скоростей для прямой и обратной реакции.2. Во сколько раз возрастёт скорость прямой реакции, если увеличить концентрациюН 2 в 3 раза.3. Во сколько раз возрастёт скорость реакции , если повысить температуру с 80 С до100 С, а температурный коэффициент равен 24. Напишите выражение для константы равновесия указанной реакции. В сторонукакой реакции (прямой или обратной, не влияет) сместится равновесие, еслиповысить а) температуру в)давление с)концентрацию железа.

Даем  определение  скорости  химической  реакции.  Скорость химической   реакции  прямо пропорциональна   произведению концентраций  реагирующих  веществ  с учетом коэффициентов  стоящих  перед  веществами  в  уравнении:

Начнем  решение  задачи  по порядку:

Объяснение:

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА ВАРИАНТ№2

«ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА»

Fе3O4 (к)+ 4H2 (г)= 3Fe (k) + 4H2O(г) +Q

1. Записать уравнения скоростей для прямой и обратной реакции.

2. Во сколько раз возрастёт скорость прямой реакции, если увеличить концентрацию   Н2 в 3 раза.

3. Во сколько раз возрастёт скорость реакции , если повысить температуру с 80 С до   100 С, а температурный коэффициент равен 2

4. Напишите выражение для константы равновесия указанной реакции. В сторону

какой реакции (прямой или обратной, не влияет) сместится равновесие, если

повысить а) температуру в)давление с)концентрацию железа.

 

Fе3O4 (к)+ 4H2 (г)= 3Fe (k) + 4H2O(г) +Q

Рассмотрим   приведенное  уравнение.  Данная  реакция  гетерогенная.  Между  исходными   веществами  есть  граница  раздела.

Прямая  реакция: железная  окалина  кристаллическое  в-во,  а водород - газ;  и обратная  реакция:  железо -  кристаллическое  вещество,  пары  воды -  газ.   Для  таких  условий   скорость  реакции  зависит  только  о  веществ  взятых  газообразной форме

 υ(прям) =  k₁   [H₂]⁴           υ(обрат) =  k₂  [H₂O]⁴

Скорость  прямой  реакции  от  концентрации  железной  окалины  не зависит,  также  как и  скорость  обратной  реакции  от концентрации  железа  не  зависит.

2. Во сколько раз возрастёт скорость прямой реакции, если увеличить концентрацию   Н2 в 3 раза

 υ(прям) =  k₁   [H₂]⁴  

Примем, что  в  начальных  условиях  концентрация  водорода  была равна  1 моль/л

 υ(прям) =  k₁   [1 ]⁴   но  единица  в любой степени  единица  и скорость реакции  будет  пропорциональна  коэффициенту k

 Теперь  увеличим  концентрацию  водорода  в 3 раза:

 υ(прям) =  k₁   [3 ]⁴  =  81k  то есть  скорость прямой реакции  возрастет в 81 раз.

3. Во сколько раз возрастёт скорость реакции , если повысить температуру с 80 С до   100 С, а температурный коэффициент равен 2

Температурный  коэффициент  показывает  во  сколько  раз  изменится  скорость  реакции  при  изменении температуры  на каждые  10° С.

 В нашей  задачи  температура  повысилась  на  100-80 = 20°С.  Сколько  здесь  десятков  градусов -  два.  А где температурный коэффициент γ = 2

А  теперь  увеличили  температуру  на 10° -  во сколько  раз возрастет  скорость  - в два раза,  А на 20°  2² = 4  в четыре  раза, а на 30°   - в 2³ = 8  в восемь  раз.

Теперь  рассмотрим  уравнение  реакции  с  другой  стороны:

(-Q) Fе3O4 (к)+ 4H2 (г)= 3Fe (k) + 4H2O(г) +Q

прямая  реакция  слева  направо  идет  с выделением  теплоты (+Q)

а  обратная  - справa налево  - с поглощением  теплоты (-Q)

При воздействии на равновесную систему химическое равновесие

смещается в сторону, противодействующую этому воздействию

   Будем  повышать  температуру - куда  сместиться  равновесие?

 В  сторону  прямой  реакции?  В этом направлении  теплота и так  выделяется -  значит  в сторону  обратной  реакции,  где  теплота  поглощается.

  В  прямой  реакции  участвуют  4 моль газа   в составе  исходных  веществ  и  эти же  4 моль  газа  в  составе  конечных  продуктов.  Поэтому  изменение  давления  не будет  влиять  на  изменение  направления  равновесия.

Ну  и  наконец   мы  в самом   начале  нашего  рассуждения  говорили  что  добавляя  или  уберая  часть  тведых  веществ  нельзя  влиять  на  скорость  реакции,  а также  и на направление  смещения  равновесия.

ответ а) 7 л.

 

С2Н4 + Н2 = С2Н6

По уравнению видно, что n(H2) = n(C2H4)

n(C2H4) = V(H2)/Vm = 7/22,4 = 0,3125моль

n(H2) = n(C2H4) = 0,3125 моль

М(Н2) = n(H2)*Vm = 0,3125*22,4 = 7 л.

 

Если внимательно посмотреть, то можно заметить, что переходить на моли для газов смысла нет. Сначала идет деление на молярный объем, затем на него же и умножаем, то есть число литров в конечном счете не изменяется.

 

Все это означает, что объемы газов соотносятся так же как их химические количества.Так что для уравнений с газами можно спокойно использовать литры для расчета, вместо молей.

 

То есть с 1 литром этилена будет реагировать 1 литр водорода. С 7 литрами - 7.

 

Или: 3H2 + N2 = 2NH3

По уравнению с одним молем азота будет реагировать 3 моль водорода. Для литров то же самое: с 1 литром азота реагирует 3 литра водорода.

 

Если уясните себе этот принцип, существенно сэкономите себе время для решения таких вот вопросов.

 

ответ а) 7 л.

 

С2Н4 + Н2 = С2Н6

По уравнению видно, что n(H2) = n(C2H4)

n(C2H4) = V(H2)/Vm = 7/22,4 = 0,3125моль

n(H2) = n(C2H4) = 0,3125 моль

М(Н2) = n(H2)*Vm = 0,3125*22,4 = 7 л.

 

Если внимательно посмотреть, то можно заметить, что переходить на моли для газов смысла нет. Сначала идет деление на молярный объем, затем на него же и умножаем, то есть число литров в конечном счете не изменяется.

 

Все это означает, что объемы газов соотносятся так же как их химические количества.Так что для уравнений с газами можно спокойно использовать литры для расчета, вместо молей.

 

То есть с 1 литром этилена будет реагировать 1 литр водорода. С 7 литрами - 7.

 

Или: 3H2 + N2 = 2NH3

По уравнению с одним молем азота будет реагировать 3 моль водорода. Для литров то же самое: с 1 литром азота реагирует 3 литра водорода.

 

Если уясните себе этот принцип, существенно сэкономите себе время для решения таких вот вопросов.