Энергетика химических реакций. Физико-термодинамические расчеты. Скорость химических реакций. Химическое равновесие

81. Термодинамическая классификация систем, их особенности, основные параметры, системы. Термодинамические процессы.

82. Энергетические характеристики систем и процессов: внутренняя энергия, теплота, работа.

83. I закон термодинамики и его применение к изолированным и закрытым системам.

84. Энтальпия системы, стандартная энтальпия образования простых и сложных веществ. Стандартная энтальпия сгорания. Применение этих величин в термохимических расчетах.

85. Энтальпия химической реакции. Закон Гесса и следствия из него.

86. Энтропия системы. Факторы, влияющие на энтропию системы.

87. Энтропия химической реакции. II закон термодинамики для изолированных систем.

88. Энергия Гиббса. Термодинамические критерии самопроизвольного протекания процесса. Общая формулировка II закона термодинамики для любых систем.

89. Энтальпия системы. Стандартная энтальпия образования простых и сложных веществ. Закон Гесса и следствия из него.

90. Скорость химических реакций. Зависимость скорости гомогенных и гетерогенных реакций от концентрации. Закон действующих масс.

91. Химическое равновесие. Влияние температуры, давления, концентрации реагентов и катализаторов на состояние равновесия. Поясните на примерах.

92. Принцип Ле-Шателье. Применение этого принципа к обратимым системам (поясните на конкретных примерах).

93. Закон действующих масс для обратимых процессов. Связь значения К_равн с изменением энергии Гиббса обратимого процесса. Напишите выражение К_равн следующих процессов:

а) гомогенных 2Н₂(г) + О₂(г) Û 2Н₂О

б) гетерогенных СО₂(г) + С(тв) Û 2СО(г)

в) диссоциации в растворе
СН₃СООН Û СН₃СОО^– + Н⁺; NH₄OH Û NH+ OH^–

[Cu(NH₃)₄]²⁺ Û Cu²⁺ + 4NH³

г) реакции в растворе: СН₃СОО^– + Н₂О Û СН₃СООН + OH^–

94. Особенности ферментативного катализа.

95. Простые и сложные реакции. Понятие о молекулярности и порядке реакции. Примеры.

96. Влияние температуры на скорость химической реакции. Правило Вант-Гоффа. Уравнение Аррениуса. Энергия активации. Особенности для биохимических процессов.

97. Приведите кинетическую классификацию реакций: а) по агрегатному состоянию; б) по обратимости; в) по механизму; г) по числу молекул, участвующих в элементарном акте реакции. Приведите примеры.

98. Теплоты растворения SrCl₂ и SrCl₂*10H₂O составляют соответственно 47,7 и 31 кДж/моль. Вычислите изменение энтальпии реакции:
SrCl₂ + 10H₂O = SrCl₂*10H₂O?

99. Реакция протекает по уравнению: 4А_г+В_гÛ2С_г+2Д_г+Q. В какую сторону сместится равновесие этой реакции, если давление увеличить в 3 раза и одновременно повысить температуру на 20°? Температурные коэффициенты прямой и обратной реакций соответственно равны 2 и 3.

100. Вычислите стандартную энергию Гиббса биохимической реакции гликолиза: С₆Н₁₂О₆(aq) ® 2С₃Н₆О₃(aq).

101. Вычислите тепловой эффект реакции при стандартных условиях, используя стандартные теплоты сгорания веществ::
С₆Н₁₂О₆(aq) ® 2С₂Н₅ОН(ж) + 2СО₂(г)

102. При лечении онкологических заболеваний в опухоль вводят препарат, содержащий радионуклид иридий-192. Рассчитайте, какая часть введенного радионуклида останется в опухоли через 20 суток?

103. Рассчитайте энергию, которая выделится при усвоении порции трески массой 356 г, если в 100 г трески в среднем содержится 11,6 г белка и 0,35 г жиров. Калорийность белков 17,1 кДж/г, жиров 38,8 кДж/г.

104. Напишите кинетические уравнения для реакций:

а) СО(г) + О₂(г) ® СО₂(г); б) Н₂(г) + S(тв) ® H₂S(г);
в) N₂(г) + H₂(г) ® NH₃(г); г) Fе₂О₃ + H₂ ® Fe + H₂O;
д) С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О Û С₆Н₁₂О₆ + С₆Н₁₂О₆.

105. Константа скорости некоторой реакции при 20°С равна 0,03, а при
50°С – 0,4. Вычислите энергию активации.

106. Рассчитайте тепловой эффект реакции по стандартным теплотам образования: С₂Н₂ + О₂ = 2СО₂ + Н₂О; DН(СО₂) = –393,5 кДж/моль; DН(С₂Н₂) = +226,8 кДж/моль; DН(Н₂О) = –285,5 кДж/моль.

107. Разложение угольной кислоты при 310 К без катализатора Еа =
96 кДж/моль, а в присутствии карбоангидразы Еа = 54 кДж/моль. Оцените, во сколько раз возрастет скорость реакции при использовании катализатора.

108. Определите порядок и молекулярность для следующих реакций:
а) Н₂ + Cl₂ = 2HCl; б) СаСО₃ = СаО + СО₂;
в) С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О = 2С₆Н₁₂О₆. Объясните, как определяются порядок и молекулярность для простых и сложных реакций.

109. В каком направлении будет смещаться равновесие в реакции:
СН₄ + Н₂О Û СО + 3Н₂ при уменьшении объема в 3 раза. Ответ дайте на основании расчетов и с использованием принципа Ле-Шателье.

110. Пользуясь табличными значениями DН^о и S^o, вычислите DG для реакций:

а) С(тв) + О₂ = СО₂; б) Na(тв) + 1/2Cl₂ = NaCl(тв).

111. В каком направлении сместится равновесие при повышении давления и температуры систем:

а) СОCl₂ Û CO + Cl₂; DН^о = 113 кДж/моль

б) 2СО Û СО₂ + С; DН^о = –171 кДж/моль

в) 2SO₃ Û 2SO₂ + O₂; DН^о = 192 кДж/моль

112. Константа скорости распада пенициллина при 36^оС равна 6*10^–6 сек^–1, а при 41^оС – 1,2*10^–5 сек^–1. Вычислите температурный коэффициент реакции. Как влияет температура на скорость химической реакции? Ответ поясните.

113. В начальный момент протекания реакции N₂ + 3H₂ Û 2NH₃ концентрации были равны (моль/л): С(N₂) = 1,5; C(H₂) = 2,5; C(NH₃) = 0. Каковы концентрации азота и водорода при концентрации аммиака
0,5 моль/л?

114. Вычислите изменение DS^о в реакциях:

а) H₂S + Cl₂ = 2HCl + S(т)

б) SO₃(г) = SO₂(г) + 1/2О₂

в) Н₂О(ж) + О₃ Û Н₂О₂(ж) + О₂

г) СН₄ + 3СО₂ Û 4СО + 2Н₂О(г)

115. Вычислите DG^о следующих реакций и определите, в каком направлении они будут протекать (все вещества взяты в стандартных условиях):

а) 2N₂O + O₂ Û 4NO; б) N₂O + NO Û NO₂ + N₂;
в) 4HCl + O₂ Û 2Cl₂ + 2H₂O(г); г) СаСО₃ Û СаО + СО₂

116. Рассчитайте константы равновесия для реакций: а) 2СО + О₂ Û СО₂ (при 25^оС); б) СОCl₂ Û CO + Cl₂ (при 100^оС).

117. Теплоты растворения и гидратации CuSO₄ составляют соответственно –88,2 и –99,8 кДж/моль. Вычислите теплоту растворения CuSO₄*5H₂O.

118. Во сколько раз увеличится скорость реакции при повышении температуры от 40 до 70^оС, если температурный коэффициент реакции равен трем?

119. При 80^оС некоторая реакция заканчивается за 16 мин. Сколько потребуется времени для проведения той же реакции: а) при 120^оС; б) при 60^оС (g= 2).

120. Равновесие реакции Н₂ + I₂ Û 2НI установилось при следующих концентрациях: [H₂] = 0,5 моль/л; [I₂] = 0,15 моль/л; [HI] = 1,75 моль/л. Определите исходные концентрации иода, водорода и константу химического равновесия.

121. В какую сторону сместится равновесие реакций:

СОCl₂ Û CO + Cl₂; DН^о = 113 кДж/моль

2СО Û СО₂ + С; DН^о = –171 кДж/моль

2SO₃ Û 2SO₂ + O₂; DН^о = 192 кДж/моль

а) при понижении температуры; б) при повышении давления? Ответ поясните.

122. При равновесии системы N₂ + 3H₂ Û 2NH₃ концентрации [N₂] =
1,5 моль/л; [H₂] = 4,5 моль/л; [NH₃] = 2 моль/л. Вычислите: а) исходные концентрации водорода и азота; б) константу химического равновесия.

Дата добавления: 2014-10-31