Опыт 2. Зависимость скорости реакции от температуры

Зависимость скорости реакции от температуры можно также проследить на примере реакции Na₂S₂O₃ с серной кислотой.

Выполнение работы

1. Налить в одну пробирку 5 мл 0,1 М раствора Na₂S₂O₃, а в другую – 5 мл 1 М раствора H₂SO₄.

2. Обе пробирки поставить в стакан с водой и через 3 минуты измерить температуру воды в стакане. Затем слить растворы в одну пробирку и определить время появления серы – время реакции в секундах. Результаты (температуру и время) записать в таблицу.

Таблица 2

№	V(Na2S2O3)	V(H2SO4)	t, oC	Время, , с	Скорость v = 1/
1	5 мл	5 мл
2	5 мл	5 мл

3. Прилить в стакан немного горячей воды так, чтобы температура воды в стакане увеличилась на 12-13^оС. Налить в пробирки по 5 мл растворов Na₂S₂O₃ и H₂SO₄. Выдержать эти пробирки в стакане 3 минуты, пока разность температур воды в стакане составит 10^оС с предыдущим опытом. После чего повторить эксперимент. Результаты записать в таблицу.

4. Вычислить температурный коэффициент реакции , =v₂/v₁. Сделать вывод о зависимости скорости реакции от температуры.
Опыт 3. Гетерогенный катализ

В две пробирки налить по 1 мл раствора пероксида водорода H₂O₂. В одну внести на кончике шпателя немного порошка оксида марганца(IV), а в другую  столько же оксида свинца (IV). Наблюдая увеличение интенсивности выделения газа, сделать вывод о роли оксидов в реакциях разложения пероксида водорода: 2H₂O₂  2H₂O + O₂. Доказать, что выделяющийся газ является кислородом.
Опыт 4. Смещение химического равновесия

Смещение химического равновесия вследствие изменения равновесных концентраций реагирующих веществ изучается на примере обратимой реакции между хлоридом железа(III) и роданидом калия или аммония. В результате реакции образуется соединение - роданид железа(III) - раствор кроваво-красного цвета:

---

FeCl₃ + 3KSCN  Fe(SCN)₃ + 3KCl

Интенсивность окраски зависит от концентрации этого соединения в растворе. FeCl₃ и Fe(SCN)₃ являются комплексными соединениями, константы нестойкости этих комплексов приведены в таблице (см. приложения).

Порядок выполнения опыта.

1. Взять по 10 мл 0,5М растворов хлорида железа(III) и роданида калия или аммония и смешать их в химическом стакане. После чего содержимое стакана разлить в четыре пробирки. Первую пробирку с раствором оставить, как контрольную, для сравнения.

2. Во вторую пробирку добавить 2-3 капли насыщенного раствора хлорида железа(III). Сравнить интенсивность окраски с окраской раствора в первой пробирке. В третью пробирку прилить 2-3 капли насыщенного раствора роданида калия (или аммония). Отметить, как изменяется окраска раствора. В четвертую пробирку прибавить немного кристаллического хлорида калия. Наблюдения записать в таблицу.

Таблица3

№	Вещество, концентрация которого увеличивается	Изменение окраски	Направление сдвига равновесия
1	FeCl3
2	KSCN
3	KCl

3. Написать выражение для константы равновесия этой реакции и объяснить, почему меняется окраска растворов во второй, третьей и четвертой пробирках.
Вопросы для самоподготовки
1. Скорость химической реакции для гомогенных и гетерогенных процессов. От каких факторов зависит скорость химической реакции?

2. Молекулярность и порядок реакции.

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

4. Энергия активации. Уравнение Аррениуса.

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

6. Химическое равновесие. Условие химического равновесия.

7. Закон действующих масс. Константа химического равновесия.

8. Смещение химического равновесия. Правило Ле Шателье.

Задачи и упражнения

1. Срок хранения автомобильных покрышек при температуре 20°С составляет 5 лет, а при температуре 10°С – 10 лет. Сколько лет можно хранить покрышки при -10°С.

---

2. В реакции 2-го порядка A + B → D начальные концентрации веществ А и В равны соответственно 0,5 моль/л и 1,2 моль/л. Начальная скорость реакции равна 1,2∙10^-3 моль/(л∙с). Рассчитать константу скорости и скорость реакции в момент, когда концентрация вещества В равна 1,0 моль/л.

3. Рассчитать среднюю скорость окисления этилового спирта в человеческом организме, если известно, что 200 г вина, содержащего 11,5 % спирта, полностью окисляются за 3,0 часа.

4. В системе СO_(г.) + Сl_{2 (г.)} ⇌ СOCl_{2 (г.)} концентрацию СО увеличили от 0,03 до 0,12 моль/л, а концентрацию хлора – от 0,02 до 0,06 моль/л. Во сколько раз возросла скорость прямой реакции?

5. Написать выражения скорости реакции для следующих процессов:

а) N₂O_{4 (г.)} ⇌ 2NO_{2 (г.)}; г) SO_{2 (г.)} + O_{2 (г.)}⇌ SO_{3 (г.)};

б) H_{2 (г.)} + S_(к.) ⇌ H₂S_(г.); д) С_(к.) + 2H_{2 (г.)} ⇌ CH_{4 (г.)};

в) 2NO_(г.) + Сl_{2 (г.)} ⇌ 2NOCl_(г.); е) 3O_{2 (г.)}⇌ 2O_{3 (г.)}.

6. Как изменится скорость реакции

C₂H_{2 (г.)} + 2H_{2 (г.)} ⇌ C₂H_6(г.)

а) при увеличении концентрации ацетилена в 2 раза;

б) при увеличении концентрации водорода в 4 раза;

в) при увеличении давления в системе в 3 раза?

7. При 150°С некоторая реакция заканчивается за 16 мин. Принимая температурный коэффициент скорости реакции равным 2,5, рассчитать, через какое время закончится эта реакция, если проводить ее: а) при 250°С, б) при 100°С.

8. При температуре 58°С некоторая реакция закончилась за 1 час 4 минуты. При какой температуре реакция закончится за 1 минуту, если температурный коэффициент равен двум?

9. Как изменится скорость реакции 2NO_(г.) + Cl_{2 (г.)} ⇌ 2NOCl_(г.) при одновременном увеличении концентрации оксида азота (II) в 2 раза и уменьшении концентрации хлора в 4 раза?

10. Обратимая реакция описывается уравнением: A + B ⇌ C + D. Смешали по 1 моль каждого из этих веществ. После установления равновесия в смеси обнаружено 1,5 моль вещества С. Рассчитать константу равновесия.

11. Как влияет увеличение температуры на состояние равновесия в следующих реакциях:

а) FeO_(к.) + CO_(г

---

_.) ⇌ Fe_(к.) + CO_{2 (г.)} + Q;

б) N_{2 (г.)} + O_{2 (г.)} ⇌ 2NO_(г.) – Q?

12. Как влияет охлаждение на состояние равновесия в следующих реакциях:

а) С_(к.) + CO_{2 (г.)} ⇌ 2 CO_(г.) – Q; б) H_{2 (г.)} + O_{2 (г.)} ⇌ H₂O_(ж.) + Q?

13. В каком направлении сместятся равновесия:

а) N₂O_4(г) ⇌ Б 2NO_2(г) - 58,4 кДж,

б) CO_(г) + H₂O_(г) ⇌ CO_2(г) + H_2(г) + 41,2 кДж,

в) COCl_2(г) ⇌ CO_(г) + Cl_2(г) - 112,5 кДж,

г) 2NO_(г) + O_2(г) ⇌ 2NO_2(г) + 113 кДж,

д) SO_2(г) + O_2(г) ⇌ 2SO_3(г) + 196,6 кДж,

е) 2HBr_(г) ⇌ H_2(г) + Br_2(г) - 72,5 кДж,

ж) C_(т)+ H₂O_(г) ⇌ CO_(г) + H_2(г)- 132 кДж,

и) CuO_(т) + C_(т) ⇌ CO_(г) + Cu_(т) - 46 кДж,

к) FeO_(т) + CO_(г) ⇌ Fe_(т) + CO_2(г) + 17 кДж,

при понижении температуры? При повышении давления? При увеличении концентрации исходных веществ?

---

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2
Теория электролитической диссоциации. Ионные реакции. Амфотерность.
Теоретическая часть

Раствором называется термодинамически устойчивая гомогенная система переменного состава, состоящая из двух или более компонентов. Компонентом называется химически однородная часть системы, способная существовать вне ее. Компонент, который сохраняет свое агрегатное состояние, принимается за растворитель. Если оба компонента сохраняют свое агрегатное состояние, то за растворитель принимается компонент, которого больше. Согласно Д.И. Менделееву, образование раствора протекает в три стадии:

1. Дробление растворяемого вещества до отдельных молекул. Эта стадия требует энергетических затрат и ее тепловой эффект (ΔH₁) положителен.

2. Сольватация. Процесс взаимодействия молекул растворяемого вещества с молекулами растворителя. Если растворитель вода, то этот процесс называется гидратация. На этой стадии энергия выделяется и ее тепловой эффект (ΔH₂) отрицателен.

3. Диффузия сольватированных (гидратированных) молекул растворяемого вещества в толщу растворителя. На этой стадии тепловой эффект отсутствует. Таким образом, тепловой эффект растворения складывается из двух величин (ΔH₁ и ΔH₂) и может быть как положительным, так и отрицательным в зависимости от соотношения первых двух стадий растворения т.е.:

ΔH_раств. = ΔH₁ + ΔH₂.

Мерой растворимости вещества служит величина, называемая растворимость и обозначаемая S. Растворимость (S) – количество грамм вещества способного раствориться в 100 граммах растворителя. Растворимость меняется с изменением температуры. Если ΔH_раств>0, то с повышением температуры растворимость растет. Если ΔH_раств<0, то с повышением температуры растворимость уменьшается.

Растворы делятся на:

1. 
   разбавленные – растворенного вещества в растворе меньше чем его растворимость;
   
2. 
   насыщенные – количество растворенного вещества совпадает с его растворимостью;
   
3. 
   пересыщенные – растворенного вещества в растворе больше чем его растворимость.
   

---

Смотрите также файлы

• Самостоятельная работа по теме Цель занятия закрепление знаний о сюжетноролевых играх,формирование умений применять полученные знания.docx

• Вариант 3 Основные приемы экономического анализа.doc

• Правление Горбачёва М. С. во второй половине xx века.doc

• Программа для детей Вместе весело играть.docx

• 1. Сохранение национальных культурных ценностей в России Сохранение традиционных нравственных религиозных ценностей, а также индивидуальных свобод человека представляется весьма важным в наше время.docx