Задачи и упражнения

1. Вычислите H^о следующих реакций:

а) 2Mg + CO2  2MgO + C	г) 4FeS2 + 11O2  2Fe2O3 + 8SO2
б) MnO2 + 2C  2CO + Mn	д) 4NH3 + 3O2  2N2 + 6H2O(ж)
в) 3Fe3O4 + 8Al  4Al2O3 + 9Fe	е) 2H2S + 3O2  2H2O(ж) + 2SO2

Если стандартные энтальпии образования веществ равны соответственно (в кДж/моль):

Hообр(CO2) = -394;	Hообр(MgO) = -601;	Hообр(MnO2) = -520;
Hообр(CO) = -110;	Hообр(Fe3O4) = -1118;	Hообр(Al2O3) = -1675;
Hообр(FeS2) = -174;	Hообр(Fe2O3) = -824;	Hообр(SO2) = -297;
Hообр(NH3) = -46;	Hообр(H2O(ж)) = -286;	Hообр(H2S) = -21.

2. Зная, что H^о образования N₂O(г) равно 82, 0 кДж/моль и H^о = -557,5 кДж для реакции: С(графит) + 2N₂O(г) = СО₂(г) + 2N₂(г), определите энтальпию образования СО₂(г).

3. Зная, что H^о_обр(H₂O(ж) = -286 кДж/моль и H^о = -196 кДж для реакции: 2H₂O₂  2H₂O(ж) + O₂; определите энтальпию образования H₂О₂

4.Зная, что H^о образования СО₂(г) и H₂O(г) равны соответственно-394 и -242 кДж/моль и H^о = -802 кДж для реакции: CH₄(г) + 2O₂(г)= 2H₂O(г) + СO₂(г), определите энтальпию образования CH₄(г).

5. Не производя вычислений, определите, как изменяется энтропия в следующих реакциях:

а) N2 (г) + 3H2 (г)  2NH3 (г)		г) 2SO2 (г) + O2 (г)  2SO3 (г)
б) H2O (ж)  H2O (г)	д) C3H8 (г) + 5O2 (г)  3CO2 (г) + 4H2O(ж)
в) NH3 (г) + HCl (г)  NH4Cl (к.)		е) 2O3 (г)  3O2 (г)

6. Вычислите G^о следующих реакций и определите, в каком направлении они будут протекать при стандартных условиях:

а) 2N2O + O2  4NO	г) 2NO + O2  2NO2
б) N2O + NO  NO2 + N2	д) 2NO2  N2O4
в) N2O + NO2  3NO	е) N2 + O2  2NO

Если стандартные энергии Гиббса образования веществ равны соответственно (в кДж/моль):G^о_обр(N₂O) = 104; G^о_обр(NO) = 87; G^о_обр(NO₂) = 51; G^о_обр(N₂O₄) = 98.

Лабораторная работа 2

Химическая кинетика и химическое равновесие Теоретические вопросы

1. Скорость химической реакции для гомогенных и гетерогенных процессов.

2. Факторы, от которых зависит скорость химической реакции.

3. Зависимость скорости реакции от концентраций реагентов. Простые и сложные реакции. Молекулярность и порядок реакции.

4. Зависимость скорости реакции от температуры. Правило Вант Гоффа. Температурный коэффициент скорости химической реакции.

5. Энергия активации. Уравнение Аррениуса.

6. Катализаторы. Гомогенный и гетерогенный катализ. Селективность действия катализатора. Автокатализ.

7. Химическое равновесие. Условие химического равновесия.

8. Закон действующих масс. Константа химического равновесия.

9. Смещение химического равновесия. Правило Ле Шателье.

Экспериментальная часть

Опыт 1. Зависимость скорости реакции от концентрации

Тиосульфат натрия Na₂S₂O₃ разлагается в растворе серной кислоты по уравнения реакции:

Na₂S₂O₃ + H₂SO₄  Na₂SO₄ + H₂O + SO₂ + S

Реакция протекает по следующим стадиям:

S₂O₃^2- + 2H⁺  H₂S₂O₃ (очень быстро)

H₂S₂O₃  H₂SO₃ + S (медленно)

H₂SO₃  H₂O + SO₂ (быстро)

Скорость данной реакции определяется второй (медленной) стадией.

Выполнение работы

1. В три химических стакана налейте с помощью бюретки 0,1М раствор Na₂S₂O₃ и с помощью цилиндра дистиллированную воду в объемах, указанных в таблице.

Таблица 1

№	V(Na2S2O3)	V(H2O)	C(Na2S2O3)	Время с	Скорость 1/
1	10 мл	20 мл
2	20 мл	10 мл
3	30 мл	0 мл

2. Налейте в мерный цилиндр 20 мл 1М раствора H₂SO₄. Отмеренное количество кислоты вылейте в первый стакан с раствором тиосульфата натрия и одновременно включите секундомер. Перемешайте раствор стеклянной палочкой. Определите время реакции в секундах как время, прошедшее до появления первых видимых следов серы – помутнения раствора или полной потере прозрачности раствора. Повторите опыт с другими стаканами тиосульфата

3. Вычислите молярные концентрации тиосульфата натрия в каждом из трех стаканов после добавления серной кислоты. Вычислите относительные скорости реакций как v = 1/. Результаты запишите в таблицу. Постройте график зависимости скорости разложения тиосульфата натрия от его концентрации. На оси абсцисс отложите молярные концентрации тиосульфата, а на оси ординат – относительные скорости реакции. Сделайте вывод о характере зависимости скорости реакции от концентрации тиосульфата натрия. Какой порядок данной реакции по тиосульфату натрия?