СРОЧНО!!! ДАЮ 30 БАЛОВ
для реакції 2SO2+O2=2SO3 розрахувати константу рівноваги виходячи з термодинамічних данних
Ответы
Ответ:
6 Хімічна кінетика і рівновага
Кінетика – вчення про швидкість різних процесів, у тому числі хімічних реакцій. Критерієм принципової можливості реакції є нерівність ΔGр,Т < 0. Але ця нерівність не є ще повною гарантією фактичного перебігу процесу за даних умов, не є достатньою для оцінки кінетичних можливостей реакції. Наприклад, ΔGо298 , Н2О(г) = -228,59 кДж/моль, а ΔGо298 , АlІ3(к) = -313,8 кДж/моль і, відповідно, за Т = 298 К і р = 1,013 105 Па можливі реакції, які перебігають за рівняннями:
Н2(г) + 1,5О2 (г) = Н2О(г)
Аl(к) + 1,5І2 (к) = АlІ3 (к)
Але ці реакції за стандартних умов перебігають лише за наявності каталізатора (платини для першої і води для другої). Каталізатор неначе знімає кінетичне “гальмо”, і тоді проявляється термодинамічна природа речовини. Швидкість хімічної реакції залежить від багатьох факторів, основні із яких – природа реагуючих речовин, концентрація (тиск) реагентів, температура і дія каталізаторів. Ці ж фактори визначають і досягнення рівноваги у реагуючий системі.
При розв’язанні задач необхідно пам’ятати, що константа рівноваги КТ за температури Т хімічної реакції пов’язана зі стандартною зміною енергії Гіббса цієї реакції рівнянням:
ΔGоТ = -2,3RT lgKT (6.1)
За 298 К (25о С) це рівняння має вигляд:
ΔGо298 = -5,71 lgK298, (6.2)
де ΔGо298 виражено у кДж/моль
Приклади розв’язування типових задач
Приклад 1 Як зміниться швидкість реакції 2NO(г) + О2(г) 2NO2(г), якщо зменшити об’єм посудини, у якій перебігає реакція, в 3 рази?
Розв’язування: Початкова швидкість прямої реакції виражається рівнянням v = k [NO]2 [O2]. При зменшенні об’єму концентрація кожної з реагуючих речовин збільшується у 3 рази. Отже v1 = k1(3[NO]2) (3[O2]) =
= 27k1[NO]2 [O2]. Порівнюючи вирази для v і v1 видно, що швидкість реакції збільшиться у 27 разів.
Приклад 2 Обчислити, у скільки разів збільшиться швидкість реакції, яка відбувається у газовій фазі, при підвищенні температури від 30 до 70 оС, якщо температурний коефіцієнт реакції дорівнює 2.
Розв’язування: За правилом Вант-Гоффа:
, звідки .
Отже, швидкість реакції за 70 оС більша від швидкості реакції за 30 оС у 16 разів.
Приклад 3 Використавши довідкові дані (див. Додаток Д), знайти приблизне значення температури, за якої константа рівноваги реакції утворення водяного газу С(графіт) + Н2О(г) СО(г) + Н2(г) дорівнює одиниці. Залежностями ΔНо та ΔSо від температури знехтувати.
Розв’язування: Знаходимо значення ΔНо і ΔSо, використавши дані таблиці (Додаток Д).