Опыт 1. Зависимость скорости реакции от концентрации

Экспериментальная часть

Теоретические вопросы

ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА И ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

Задачи и упражнения

1. Вычислите DH^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):

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

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

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

4.Зная, что DH^о образования СО₂(г) и H₂O(г) равны соответственно-394 и -242 кДж/моль и DH^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 DG^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): DG^о_обр(N₂O) = 104; DG^о_обр(NO) = 87; DG^о_обр(NO₂) = 51; DG^о_обр(N₂O₄) = 98.

Лабораторная работа 2

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.

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 t, с	Скорость 1/t
	10 мл	20 мл
	20 мл	10 мл
	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/t. 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?

Дата добавления: 2015-01-03