Температура, выше которой процесс при стандартных состояниях компонентов невозможен.
∆rG0Т = (∆rH0298 – T∆rS0298 ) > 0
А |
В |
D |
fH0298, кДж/моль
S0298, Дж/мол K
По следствию из закона Гесса:
∆rH0298 = ∑νi ∆fH0298,i продуктов – ∑νj ∆fH 0298,j исх. веществ
∆rS0298 = ∑νi S0298,i продуктов – ∑νj S0298,j исх. веществ
T> r H2980
r S2980
Химическое равновесие
Для заданной реакции А + 2В = С + 2D определите равновесную концентрацию D и начальные концентрации реагентов, если равновесные концентрации А, В и С равны соответственно 0,1; 0,2 и 0,3
моль/л
|
A |
B |
C |
D |
|
|
|
|
|
cисх |
сА |
сВ |
0 |
0 |
∆ |
x |
2x |
x |
2x |
|
|
|
|
|
сравн |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
cDравн |
cСравн = 0 + x = 0,3 моль/л x = 0,3
cDравн = 2x = 2·0,3 = 0,6 моль/л cАравн = cА – x = 0,1 моль/л
cА = 0,1 + 0,3 = 0,4 моль/л
cBравн = cB – 2x = 0,2 моль/л cB = 0,2 + 2·0,3 = 0,8 моль/л
Химическое равновесие Напишите выражение для констант равновесия КР и КС заданной
реакции и рассчитайте их значения при температуре Т.
А(К) + 2В(Г) = С(Г) + 2D(Г)
|
Химическое равновесие |
|
|
|
|
Определите |
термодинамические характеристики ∆ |
Н0 |
, ∆ S0 |
, |
∆ G0 |
|
r |
Т |
r |
T |
r T |
процесса: |
Na2SO3 5H2O(т) = Na2SO3 3H2O(т) + 2H2O(г), |
|
|
|
|
если известно, что равновесное давление водяного пара при 30 оС равно 1453 Па, а при 26 оС – 1076 Па (считая что ∆rН0Т и ∆rS0T – не зависят от
температуры).
Решение. |
|
p1 |
1453 |
0,01453 |
|||
Переводим давление в относительные |
|
105 |
|||||
|
|
|
|||||
единицы |
|
p |
1076 0,01076 |
||||
|
|
||||||
|
|
2 |
|
105 |
|
||
|
|
|
|
|
|||
По условию давление равновесное |
|
k1 p1 0,01453 |
|||||
k2 |
p2 |
0,01076 |
|||||
|
|
||||||
|
ln |
k2 |
|
H |
1 |
|
1 |
|
|
|
k |
R |
T |
T |
|
||||
Уравнение изобары Вант-Гоффа: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
ln |
0,01076 8,31 |
|
|||||
0 |
|
|
0,01453 |
|
|
Дж/моль |
|||
r H298 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
56536,15 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
303 |
299 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||||
∆rG0303 = –RT lnКр= – 8,31 ·303 ·ln0,01453 = 10655 Дж/моль
∆rG0Т = ∆rH0 – T∆rS0
r S2980 |
|
|
H 0 |
G0 |
|
56536,1 10655 |
151,42 Дж/моль |
|
|
r |
298 |
r |
303 |
|
|
||
|
|
T |
|
303 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Химическая кинетика.
Реакция А +В = С имеет первый порядок по каждому веществу. При равенстве исходных концентраций реакция проходит за 300 с на 30 %.
За какое время она пройдет на 50%?
|
k 1 |
|
1 |
|
1 |
|
|
nA + nB = 1+1 =2 |
|
|
|
||||
|
c |
||||||
Для реакции 2-го порядка константа скорости |
t |
c |
|
|
|||
|
|
|
|
0 |
|
||
с0A = с0B = с0 = 1
За время 300 с расходуется 30% реагентов их остаток составит 70%
от начальной концентрации, т.е. 0,7с0. Находим константу скорости реакции 2-го порядка:
k |
1 |
|
1 |
|
1 |
|
1,43 |
10 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
л/ (моль с) |
|
|
|
|
|
|
||||
300 |
0,7 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|
||||
Тогда время (период полупревращения) |
t0,5 |
|
|
714 c |
|||||||||||
c k |
|
3 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,4 10 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
Химическая кинетика.
Рассчитайте изменение скорости химической реакции при повышении температуры от 423 до 593 К, если энергия активации Еа = 80 кДж/моль.
Решение. |
ln |
vT2 |
|
Ea |
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
v |
R |
T |
T |
||||||
|
|
T1 |
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
ln |
vT2 |
|
80 103 |
1 |
|
|
1 |
|
6,52 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
vT |
423 |
593 |
|
|||||||||
|
|
8,31 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Изменение скорости химической |
|
vT2 |
e |
6,52 |
678,6 |
|||||||
реакции при повышении температуры: |
|
v |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
Вывод: при заданном повышении температуры скорость химической реакции возросла в 678,6 раз
Растворы электролитов
Рассчитайте рН каждого из водных растворов сильного и слабого электролитов с заданной концентрацией.
Рассчитайте рН раствора сильного электролита с концентрацией с1. Как изменится значение рН, если в раствор добавить раствор соли с концентрацией с2?
Рассчитайте концентрацию слабой кислоты/основания в растворе с заданным значением рН
В растворе слабой кислоты с заданной концентрацией известен водородный показатель среды при 250С. Рассчитайте значение степени диссоциации и константу диссоциации.
|
Растворы электролитов |
|
|
Уравнение диссоциации |
|
Сильные |
Электролиты |
Слабые |
a = с активность ионов
► Iр-ра = 0,5 (сi z2i )
для кислот
►Н+ (по таблице)
►аН+ = Н+ сН+
►рН = -lg аН+
для оснований
► OН- (по таблице или
формуле)
►а OН- = OН- с OН-
►рН =14 + lg а OН-
= сдисс / со - степень диссоциации
|
|
|
≈ 1 |
а = с |
|
|
|
2c |
|
|
|
► KД |
|
0 |
(KД табличные значения) |
||
|
|||||
|
|
1 |
K ≈ 2·с |
||
если K |
Д |
< 10-4 |
|||
|
|
|
Д |
0 |
|
► ≈ K Д
c0
для кислот
►сН+ = ·с0
► рН = - lg сН+
для оснований
►сOН- = ·с0
► рН =14 + lg сOН-
Растворы электролитов, гидролиз
1.Уравнение диссоциации соли
2.Уравнение гидролиза (краткое ионное)
гидролиз по катиону; |
гидролиз по аниону; |