Вопросы для самоконтроля

1. Что такое скорость реакции?

2. Сформулировать закон действия масс.

3. Что такое молекулярность реакций и как классифицируются реакции по этому признаку?

4. Вывести кинетическое уравнение реакции 1- го порядка.

5. Написать кинетическое уравнение реакции 2-го порядка.

6. Уравнение Аррениуса и его значение.

7. Что называется энергией активации? Сделать рисунок для экзотер­мической и эндотермической реакций и пояснить. Формула для расчета энергии активации.

8. Методы активации.

9. Что такое цепная реакция? Каковы стадии цепной реакции? Написать механизм какой-либо цепной реакции по стадиям.

10. Что называется цепной разветвленной реакцией?

11. Что называется цепной неразветвленной реакцией? Написать ее меха­низм на каком-нибудь примере.

Литература: [1], с.173-180, 184-198; [2], с.101-124,135-143; [3], с.112-120, 131-135; [4], с.105-112

Методические указания по теме 1.4 Катализ

В этой теме надо усвоить такие вопросы, как: закон действия масс, молекулярность и порядок реакций, зависимость скорости реакции от температуры. Особое внимание надо обратить на энергию активации, и её физический смысл. Четко знать определения гомогенного и гетерогенного катализа, современные представления о механизме и теориях гетерогенного катализа. Знать принцип минимума свободной энергии в применении к каталитическим процессам. При изучении процесса катализа обратите внимание на механизм этого процесса и значение катализа для промышленности и в решении ряда экологических вопросов.

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое катализ и автокатализ?

2. Механизм гомогенного катализа (дать в общем виде и на конкретном примере).

3. Теории гетерогенного катализа.

Литература: [1], с.204-213; [2], с.129-132, 143-150; [3], с.124-127

Методические указания по теме 1.5 Химическое равновесие

Изучая данную тему, обратите внимание на то, что при расчете константы равновесия в числителе пишут концентрации или парциальные давления конечных веществ, а в знаменателе – исходных (с учетом стехиометрических коэффициентов). Если же реакция гетерогенная, то при расчете константы равновесия К_р учитываются только газообразные вещества. Уделите больше внимания принципу Ле Шателье, который говорит о направлении смещения химического равновесия при изменении внешних условий.

Самое главное при изучении уравнений изотермы, изохоры и изобары – это их применение.

Особое внимание заслуживает вопрос об истинном химическом равновесии, так как истинным (или устойчивым) равновесием называется такое состояние системы, которое не изменяется с течением времени при неизменных внешних условиях, причем эта неизменяемость не обусловлена протеканием какого-либо внешнего процесса. Если внешние условия изменяются, то состояние равновесия нарушается, но через некоторое время наступает новое состояние равновесия.

Пример 1 При нагревании водорода и йода в закрытом сосуде до 444ºС обратимо протекает реакция по уравнению Н₂ + I₂ 2НI. Равновесная смесь при этой температуре содержит 5,64 моль НI; 0,12 моль I₂ и 5,28 моль Н₂. Вычислить константу равновесия указанной реакции и исходные концентрации водорода и йода.

Решение. Согласно для данной реакции

Так как данная реакция протекает без изменения объёма, то значение константы будет одинаково при всех способах выражения равновесных концентраций веществ. Вместо концентраций С_НI ; С_Н2; С_I2можно подставить числа молей этих веществ:

Определяем исходные концентрации йода и водорода. Согласно уравнению реакции для образования 2 моль НI расходуется по 1 моль Н₂ и I₂. К моменту достижения равновесия в смеси образовалось 5,64/2 моль Н₂ и I₂. Учитывая равновесные концентрации Н₂ и I₂, рассчитываем исходные концентрации этих веществ суммированием:мольмоль

Пример 2 Константа равновесия реакции

СН₃СООН + С₂Н₅СОН  СН₃СООС₂Н₅ + Н₂О

при некоторой температуре равна 4. Определить состав реакционной смеси при равновесии, если в реакцию введены 1 моль кислоты и 2 моль спирта.

Решение. Используем формулу. Обозначим число молей эфира, образующего в равновесной смеси, через х. Такое же количество (х молей) выделится и воды. Количество кислоты к моменту равновесия останется (1 - х) моль, а спирта (2-х) моль. Тогдаоткуда х² = 4(1- х)( 2 - х)

3х² - 12х + 8 = 0.

Решая это квадратное уравнение, получим х₁ = 3,154 и х₂ = 0,845. Первый корень отбрасывается как не удовлетворяющий условию задачи. Таким образом, в момент установившегося равновесия состав реакционной смеси (моль): эфир 0,845; вода 0,845; уксусная кислота 0,155; спирт 1,155.

Пример 3 Константа равновесия К_Р реакции синтеза аммиака

N₂ + 3H₂  2NH₄

при 350⁰С равна 2,3210^-13. Вычислить К_С для этого процесса при этой же температуре.