Химическая кинетика и равновесие

Кинетика — учение о скорости различных процессов, в том
числе химических реакций. Критерием принципиальной осущест-
вимости реакций является неравенство

 

Но это неравенство не является полной гарантией фактического течения процесса в данных условиях, не является достаточным для оценки кинетических возможностей реакции. Так,

 

 

Однако эти реакции при стандартных условиях идут только в
присутствии катализатора (платина для первой и вода для второй).
Катализатор как бы снимает кинетический «тормоз» и проявляется
термодинамическая природа вещества. Скорость химических
реакций зависит от многих факторов, основные из которых —
концентрация (давление) реагентов, температура и действие
катализатора. Эти же факторы определяют и достижение равно-
весия в реагирующей системе.

Пример 1. Во сколько раз изменится скорость прямой и
обратной реакции в системе

2S0₂(r) + 0₂(г) < ± 2S0₃(r)

если объем газовой смеси уменьшится в три раза? В какую
сторону сместится равновесие системы?

Решение. Обозначим концентрации реагирующих веществ:
[S0₂] = а, [0₂] = b, [SO3] = с. Согласно закону действующих масс,
скорости прямой и обратной реакций до изменения объема равны

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

152. На нейтрализацию 31 см³ 0, 16 н. раствора щелочи требуется 217 см³ раствора H₂S0₄? Чему равны молярная концентрация эквивалента и титр раствора H₂S0₄? Ответ: 0, 023 н.; 1, 127- 10^-3 г/см³.

153. Какой объем 0, 3 н. раствора кислоты требуется для нейтрализации раствора, содержащего 0, 32 г NaOH в 40 см³?

Ответ: 26, 6 см³.

154. На нейтрализацию 1 л раствора, содержащего 1, 4 г КОН, требуется 50 см³ раствора кислоты. Вычислите молярную концентрацию эквивалента раствора кислоты. Ответ: 0, 5 н.

155. Какая масса HN0₃ содержалась в растворе, если на нейтрализацию его потребовалось 35 см³ 0, 4 н. раствора NaOH? Каков титр раствора NaOH? Ответ: 0, 882 г; 0, 016 г/см³.

156. Какую массу NaN0₃ нужно растворить в 400 г воды, чтобы приготовить 20%-ный раствор? Ответ: 100 г.

157. Смешали 300 г 20%-ного раствора и 500 г 40%-ного раствора NaCI. Чему равна массовая доля полученного раствора: Ответ: 32, 5%.

158. Смешали 247 г 62%-ного и 145 г 18%-ного раствора серной кислоты. Какова массовая доля полученного раствора? Ответ: 45, 72%.

159. Из 700 г 60%-иой серной кислоты выпариванием удалили 200 г воды. Чему равна массовая доля оставшегося раствора? Ответ: 84%.

160. Из 10 кг 20%-ного раствора при охлаждении выделилось 400 г соли. Чему равна массовая доля охлажденного раствора? Ответ: 16, 7%.

 

Свойства растворов

Пример 1. Вычислите температуры кристаллизации и кипения 2%-ного водного раствора глюкозы.

Решение. По закону Рауля понижение температуры кристал­лизации и повышение температуры кипения раствора (Δ T) по сравнению с температурами кристаллизации и кипения раст­ворителя выражаются уравнением

 

 

 

 

165. Вычислите массовую долю (%) водного раствора глицерина С₃Н₅(ОН)₃, зная, что этот раствор кипит при 100, 39°С. Эбуллиоскопическая константа воды 0, 52°. Ответ: 6, 45%.

166. Вычислите молярную массу неэлектролита, зная, что раствор, содержащий 2, 25 г этого вещества в 250 г воды, кристаллизуется при

- 0, 279 С. Крископическая константа воды 1, 86. Ответ: 60 г/моль.

167. Вычислите температуру кипения 5%-ного раствора нафталина C₁₀H₈ в бензоле. Температура кипения бензола 80, 2°С. Эбуллиоскопическая константа его 2, 57°. Ответ: 81, 25°С.

168. Раствор, содержащий 25, 65 г некоторого неэлектролита в 300 г воды, кристаллизуется при -0, 465 С. Вычислите молярную массу растворенного вещества. Криоскопическая константа воды 1, 86°. Ответ: 342 г/моль.

169. Вычислите криоскопическую константу уксусной кисло­ты, зная, что раствор, содержащий 4, 25 г антрацена C₁₄Н₁₀ в 100 г уксусной кислоты, кристаллизуется при 15, 718 С. Температура кристаллизации уксусной кислоты 16, 65 С. Ответ: 3, 9.

170. При растворении 4, 86 г серы в 60 г бензола температура кипения его повысилась на 0, 81. Сколько атомов содержит мо­лекула серы в этом растворе. Эбулиоскопическая константа бен­зола 2, 57. Ответ 8.

171. Температура кристаллизации раствора, содержащего 66, 3 г некоторого неэлектролита в 500 г воды, равна -0, 558°С. Вы­числите молярную массу растворенного вещества. Криоскопичес­кая константа воды 1, 86. Ответ: 442 г/моль.

Какую массу анилина C6H5NH2 следует растворить в 50 гэтилового эфира, чтобы температура кипения раствора была выше температуры кипения этилового эфира на 0, 53°. Эбулиоскопи­ческая константа этилового эфира 2, 12°. Ответ: 1, 16 г.

173. Вычислите температуру кристаллизации 2%-ного раст­вора этилового спирта С₂Н₅ОН. Криоскопическая константа воды 1, 86°, Ответ: 0, 82°С.

174. Сколько граммов мочевины (NН₄)CO следует растворить в 75 г воды, чтобы температура кристаллизации понизилась на 0, 465°? Криоскопическая константа воды 1, 86. Ответ: 1, 12 г.

175. Вычислите массовую долю (%) водного раствора глюкозы С₆Н₁₂О₆, зная, что этот раствор кипит при 100/26 С. Эбулиоскопи­ческая константа воды 0, 52°. Ответ: 8, 25%.

 

176. Сколько граммов фенола С₆Н₅ОН следует растворить в 125 г бензола, чтобы температура кристаллизации раствора была ниже температуры кристаллизации бензола на 1, 7°? Криоскопи­ческая константа бензола 5, 1°. Ответ: 3, 91 г.

177. Сколько граммов мочевины (NH₂)₂CO следует растворить в 250 г воды, чтобы температура кипения повысилась на 0, 26°? Эбулиоскопическая константа воды 0, 52°. Ответ: 7, 5 г.

178. При растворении 2, 3 г некоторого неэлектролита в 125 г воды температура кристаллизации понижается на 0, 372°. Вычис­лите молярную массу растворенного вещества. Криоскопическая константа воды 1, 86. Ответ: 92 г/моль.

179. Вычислите температуру кипения 15%-ного водного раствора пропилового спирта С₃Н₇ОН. Эбулиоскопическая конс­танта воды 0, 52°. Ответ: 101, 52°С.

180. Вычислите массовую долю (%) водного раствора метанола СН₃ОН, температура кристаллизации которого -2, 79 С. Криоскопическая константа воды 1, 86°. Ответ: 4, 58%.