Hệ Số Nhiệt Độ Của Tốc Độ Phản Ứng

Tốc độ của phản ứng hóa học tăng khi nhiệt độ tăng. Sự gia tăng tốc độ phản ứng với nhiệt độ có thể được ước tính bằng cách sử dụng quy tắc Van"t Hoff. Theo quy luật, nhiệt độ tăng thêm 10 độ thì hằng số tốc độ phản ứng tăng 2-4 lần:

Quy tắc này không được thực hiện ở nhiệt độ cao, khi hằng số tốc độ hầu như không thay đổi theo nhiệt độ.

Bạn đang xem: Hệ số nhiệt độ của tốc độ phản ứng

Quy tắc Van"t Hoff cho phép bạn nhanh chóng xác định thời hạn sử dụng của một loại thuốc. Nhiệt độ tăng làm tăng tốc độ phân hủy của thuốc. Điều này rút ngắn thời gian thiết lập ngày hết hạn của thuốc.

Phương pháp này bao gồm thực tế là dược phẩm được giữ ở nhiệt độ lơ lửng T trong một thời gian tT nhất định, lượng chế phẩm bị phân hủy m được tìm thấy và tính lại đến nhiệt độ bảo quản tiêu chuẩn là 298K. Coi quá trình phân huỷ thuốc là phản ứng bậc 1, biểu thị tốc độ ở nhiệt độ đã chọn T và T = 298K:

Giả sử khối lượng của thuốc bị phân hủy là như nhau đối với các điều kiện bảo quản tiêu chuẩn và thực tế, tốc độ phân hủy có thể được biểu thị bằng các giá trị bằng nhau:

Lấy T = 298 + 10n, trong đó n = 1,2,3 ...,

Biểu thức cuối cùng cho thời hạn sử dụng thuốc trong điều kiện tiêu chuẩn là 298K thu được:

Lý thuyết về va chạm chủ động. Năng lương̣̣ kich hoaṭ. Phương trình Arrhenius. Mối quan hệ giữa tốc độ phản ứng và năng lượng hoạt hóa.

Lý thuyết về va chạm chủ động được S. Arrhenius đưa ra vào năm 1889. Lý thuyết này dựa trên ý tưởng rằng để một phản ứng hóa học xảy ra, sự va chạm giữa các phân tử của các chất ban đầu là cần thiết, và số lần va chạm được xác định bởi cường độ chuyển động nhiệt của các phân tử, tức là phụ thuộc vào nhiệt độ. Nhưng không phải mọi va chạm của các phân tử đều dẫn đến biến đổi hóa học: chỉ có va chạm tích cực mới dẫn đến nó.

Va chạm chủ động là va chạm xảy ra, ví dụ, giữa các phân tử A và B với một lượng lớn năng lượng. Năng lượng tối thiểu mà các phân tử của các chất ban đầu phải có để va chạm của chúng có thể hoạt động được gọi là hàng rào năng lượng của phản ứng.

Năng lượng hoạt hóa là năng lượng dư thừa có thể được truyền hoặc chuyển cho một mol chất.

Năng lượng hoạt hóa ảnh hưởng đáng kể đến giá trị của hằng số tốc độ phản ứng và sự phụ thuộc của nó vào nhiệt độ: Ea càng lớn thì hằng số tốc độ càng thấp và sự thay đổi nhiệt độ ảnh hưởng càng nhiều.

Hằng số tốc độ phản ứng liên quan đến năng lượng hoạt hóa bằng một mối quan hệ phức tạp được mô tả bởi phương trình Arrhenius:

k = Aе - Ea / RT, trong đó A là một cấp số nhân trước; Еа - năng lượng hoạt hoá, R - hằng số khí phổ bằng 8,31 J / mol; T là nhiệt đọ tuyệt đối;

cơ số e của logarit tự nhiên.

Tuy nhiên, các hằng số tốc độ phản ứng quan sát được thường nhỏ hơn nhiều so với các hằng số được tính bằng phương trình Arrhenius. Do đó, phương trình hằng số tốc độ phản ứng được sửa đổi như sau:

(trừ trước toàn bộ phân số)

Yếu tố gây ra sự phụ thuộc vào nhiệt độ của hằng số tốc độ khác với phương trình Arrhenius. Vì năng lượng hoạt hóa theo Arrhenius được tính là tang của hệ số góc phụ thuộc logarit của tốc độ phản ứng vào nhiệt độ nghịch đảo, nên làm tương tự với phương trình , chúng tôi nhận được:

Đặc điểm của phản ứng dị thể. Tốc độ phản ứng dị thể và các yếu tố quyết định nó. Vùng động học và vùng khuếch tán của các quá trình không đồng nhất. Ví dụ về phản ứng dị thể được quan tâm đối với dược phẩm.

PHẢN ỨNG TƯƠNG TỰ, chem. các phản ứng có sự tham gia của các chất trong phân hủy. các pha và các thành phần trong tổng thể của một hệ không đồng nhất. Phản ứng dị thể điển hình: nhiệt. sự phân hủy muối với sự tạo thành các sản phẩm ở thể khí và rắn (ví dụ CaCO3 -> CaO + CO2), khử oxit kim loại bằng hydro hoặc cacbon (ví dụ PbO + C -> Pb + CO), hòa tan kim loại trong axit (ví dụ: Zn + + H2SO4 -> ZnSO4 + H2), tương tác. thuốc thử rắn (А12О3 + NiO -> NiAl2O4). Các phản ứng xúc tác dị thể xảy ra trên bề mặt chất xúc tác được phân biệt thành một lớp đặc biệt; trong trường hợp này, thuốc thử và sản phẩm có thể không ở các pha khác nhau. Hướng, trong phản ứng N2 + + 3H2 -> 2NH3, tiến hành trên bề mặt xúc tác sắt, thuốc thử và sản phẩm phản ứng ở pha khí và tạo thành hệ đồng đẳng.

Đặc thù của phản ứng dị thể là do trong chúng có sự tham gia của các pha ngưng tụ. Điều này gây khó khăn cho việc trộn và vận chuyển thuốc thử và sản phẩm; Có thể kích hoạt các phân tử thuốc thử ở bề mặt phân cách. Động học của bất kỳ phản ứng dị thể nào được định nghĩa là tốc độ của chính hóa chất đó. quá trình biến đổi, và chuyển giao (khuếch tán) cần thiết để bổ sung lượng tiêu thụ của các chất phản ứng và loại bỏ các sản phẩm phản ứng khỏi vùng phản ứng. Trong trường hợp không có cản trở khuếch tán, tốc độ của phản ứng dị thể tỷ lệ với kích thước của vùng phản ứng; đây là tên của tốc độ phản ứng riêng, được tính trên một đơn vị bề mặt (hoặc thể tích) của phản ứng. các múi, không thay đổi theo thời gian; đối với các phản ứng đơn giản (một bước) thì có thể như vậy. được xác định trên cơ sở khối lượng hành động của luật. Định luật này không được đáp ứng nếu sự khuếch tán của các chất chậm hơn so với hóa học. quận; trong trường hợp này, tốc độ quan sát được của phản ứng dị thể được mô tả bằng phương trình động học khuếch tán.

Tốc độ của một phản ứng dị thể là lượng chất tham gia vào phản ứng hoặc được tạo thành trong một phản ứng trên một đơn vị thời gian trên một đơn vị diện tích bề mặt của một pha.

Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ của một phản ứng hóa học:

Bản chất của các chất tham gia phản ứng

Nồng độ của thuốc thử,

Nhiệt độ,

Sự hiện diện của một chất xúc tác.

Vheteroge = Δp (S Δt), trong đó Vheteroge là tốc độ phản ứng trong hệ dị thể; n là số mol của bất kỳ chất nào trong số các chất tạo thành sau phản ứng; V là thể tích của hệ; t là thời gian; S là diện tích bề mặt của pha mà phản ứng tiến hành; Δ là dấu của số gia (Δp = n2 - n1; Δt = t2 - t1).

Nhiệm vụ 336.Ở 150 ° C, một số phản ứng hoàn thành trong 16 phút. Lấy hệ số nhiệt độ của tốc độ phản ứng bằng 2,5, tính xem phản ứng này sẽ kết thúc trong bao lâu nếu tiến hành: a) ở 20 0 ° C; b) ở 80 ° C. Dung dịch:Theo quy tắc Van"t Hoff, sự phụ thuộc vào nhiệt độ của tốc độ được biểu thị bằng phương trình:

v t và k t - tốc độ và hằng số tốc độ của phản ứng ở nhiệt độ t ° C; v (t + 10) và k (t + 10) có cùng giá trị ở nhiệt độ (t + 10 0 C); - Hệ số nhiệt độ của tốc độ phản ứng, giá trị của tốc độ này đối với hầu hết các phản ứng nằm trong khoảng 2 - 4.

a) Xét rằng tốc độ của một phản ứng hóa học ở một nhiệt độ nhất định tỷ lệ nghịch với thời gian của quá trình của nó, chúng ta thay dữ liệu đã cho trong điều kiện của bài toán thành một công thức biểu thị một cách định lượng quy tắc Van"t Hoff, chúng ta nhận được :

b) Vì phản ứng này xảy ra với sự giảm nhiệt độ, nên ở một nhiệt độ nhất định, tốc độ của phản ứng này tỷ lệ thuận với thời gian của quá trình của nó, chúng ta thay dữ liệu đã cho trong điều kiện của bài toán vào công thức biểu thị định lượng Van theo quy tắc Hoff, chúng tôi nhận được:

Bài giải: a) ở 200 0 С t2 = 9,8 s; b) ở 80 0 С t3 = 162 giờ 1 phút 16 s.

Nhiệm vụ 337. Giá trị của hằng số tốc độ phản ứng có thay đổi không: a) khi thay chất xúc tác này bằng chất xúc tác khác; b) khi nồng độ các chất phản ứng thay đổi? Dung dịch: Hằng số tốc độ phản ứng là một giá trị phụ thuộc vào bản chất của các chất tham gia phản ứng, vào nhiệt độ và sự có mặt của chất xúc tác, không phụ thuộc vào nồng độ của các chất tham gia phản ứng. Nó có thể bằng tốc độ phản ứng trong trường hợp nồng độ của các chất phản ứng bằng nhau (1 mol / l).

a) Khi thay chất xúc tác này bằng chất xúc tác khác, tốc độ của phản ứng hóa học này sẽ thay đổi, hoặc tăng lên. Trong trường hợp sử dụng chất xúc tác, tốc độ của phản ứng hóa học sẽ tăng lên, khi đó, giá trị của hằng số tốc độ phản ứng cũng sẽ tăng lên. Sự thay đổi giá trị của hằng số tốc độ phản ứng cũng sẽ xảy ra khi thay thế chất xúc tác này bằng chất xúc tác khác, điều này sẽ làm tăng hoặc giảm tốc độ của phản ứng này so với chất xúc tác ban đầu.

b) Khi nồng độ của các chất tham gia phản ứng thay đổi thì giá trị của tốc độ phản ứng thay đổi, còn giá trị của hằng số tốc độ phản ứng không thay đổi.

Nhiệm vụ 338. Hiệu ứng nhiệt của phản ứng có phụ thuộc vào năng lượng hoạt hoá của nó không? Biện minh cho câu trả lời. Dung dịch: Hiệu ứng nhiệt của phản ứng chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và trạng thái cuối của hệ và không phụ thuộc vào các khâu trung gian của quá trình. Năng lượng hoạt hóa là năng lượng dư thừa mà các phân tử của các chất phải có để sự va chạm của chúng dẫn đến sự hình thành chất mới. Năng lượng hoạt hóa có thể được thay đổi bằng cách tăng hoặc giảm nhiệt độ, tương ứng là giảm hoặc tăng nhiệt độ. Chất xúc tác làm giảm năng lượng kích hoạt, trong khi chất ức chế làm giảm nó.

Do đó, sự thay đổi năng lượng hoạt hóa dẫn đến sự thay đổi tốc độ phản ứng, nhưng không làm thay đổi hiệu ứng nhiệt của phản ứng. Hiệu ứng nhiệt của phản ứng là một giá trị không đổi và không phụ thuộc vào sự thay đổi của năng lượng hoạt hóa đối với một phản ứng nhất định. Ví dụ, phản ứng tạo thành amoniac từ nitơ và hydro trông giống như sau:

Phản ứng này tỏa nhiệt> 0). Phản ứng xảy ra với sự giảm số mol các hạt tham gia và số mol các chất ở thể khí, dẫn hệ từ trạng thái kém bền sang bền hơn, entropi giảm,Nhiệm vụ 339. Đối với phản ứng nào là trực tiếp hay nghịch chuyển - năng lượng hoạt hoá lớn hơn nếu phản ứng trực tiếp có toả nhiệt? Dung dịch:Hiệu số giữa năng lượng hoạt hóa của phản ứng thuận và phản ứng nghịch bằng hiệu ứng nhiệt: H = E a (pr.) - E a (mẫu). Phản ứng này diễn ra với sự giải phóng nhiệt, tức là tỏa nhiệt,E a (ví dụ)Bài giải: E a (ví dụ)Dung dịch:Hãy biểu thị sự giảm năng lượng hoạt hóa thông qua Ea, và các hằng số tốc độ của phản ứng trước và sau sự giảm năng lượng hoạt hóa tương ứng thông qua k và k ". Sử dụng phương trình Arrhenius, chúng ta thu được:

E a là năng lượng hoạt hóa, k và k ”là hằng số tốc độ phản ứng, T là nhiệt độ tính bằng K (298). Thay dữ liệu bài toán vào phương trình cuối cùng và biểu thị năng lượng hoạt hóa bằng jun, ta tính được tốc độ phản ứng tăng:

Bài giải: 5 lần.

Nhiệm vụ 336.Ở 150 ° C, một số phản ứng hoàn thành trong 16 phút. Lấy hệ số nhiệt độ của tốc độ phản ứng bằng 2,5, tính xem phản ứng này sẽ kết thúc trong bao lâu nếu tiến hành: a) ở 20 0 ° C; b) ở 80 ° C. Dung dịch:Theo quy tắc Van"t Hoff, sự phụ thuộc vào nhiệt độ của tốc độ được biểu thị bằng phương trình:

v t và k t - tốc độ và hằng số tốc độ của phản ứng ở nhiệt độ t ° C; v (t + 10) và k (t + 10) có cùng giá trị ở nhiệt độ (t + 10 0 C); - Hệ số nhiệt độ của tốc độ phản ứng, giá trị của tốc độ này đối với hầu hết các phản ứng nằm trong khoảng 2 - 4.

a) Xét rằng tốc độ của một phản ứng hóa học ở một nhiệt độ nhất định tỷ lệ nghịch với thời gian của quá trình của nó, chúng ta thay dữ liệu đã cho trong điều kiện của bài toán thành một công thức biểu thị một cách định lượng quy tắc Van"t Hoff, chúng ta nhận được :

b) Vì phản ứng này xảy ra với sự giảm nhiệt độ, nên ở một nhiệt độ nhất định, tốc độ của phản ứng này tỷ lệ thuận với thời gian của quá trình của nó, chúng ta thay dữ liệu đã cho trong điều kiện của bài toán vào công thức biểu thị định lượng Van theo quy tắc Hoff, chúng tôi nhận được:

Bài giải: a) ở 200 0 С t2 = 9,8 s; b) ở 80 0 С t3 = 162 giờ 1 phút 16 s.

Nhiệm vụ 337. Giá trị của hằng số tốc độ phản ứng có thay đổi không: a) khi thay chất xúc tác này bằng chất xúc tác khác; b) khi nồng độ các chất phản ứng thay đổi? Dung dịch: Hằng số tốc độ phản ứng là một giá trị phụ thuộc vào bản chất của các chất tham gia phản ứng, vào nhiệt độ và sự có mặt của chất xúc tác, không phụ thuộc vào nồng độ của các chất tham gia phản ứng. Nó có thể bằng tốc độ phản ứng trong trường hợp nồng độ của các chất phản ứng bằng nhau (1 mol / l).

a) Khi thay chất xúc tác này bằng chất xúc tác khác, tốc độ của phản ứng hóa học này sẽ thay đổi, hoặc tăng lên. Trong trường hợp sử dụng chất xúc tác, tốc độ của phản ứng hóa học sẽ tăng lên, khi đó, giá trị của hằng số tốc độ phản ứng cũng sẽ tăng lên. Sự thay đổi giá trị của hằng số tốc độ phản ứng cũng sẽ xảy ra khi thay thế chất xúc tác này bằng chất xúc tác khác, điều này sẽ làm tăng hoặc giảm tốc độ của phản ứng này so với chất xúc tác ban đầu.

b) Khi nồng độ của các chất tham gia phản ứng thay đổi thì giá trị của tốc độ phản ứng thay đổi, còn giá trị của hằng số tốc độ phản ứng không thay đổi.

Nhiệm vụ 338. Hiệu ứng nhiệt của phản ứng có phụ thuộc vào năng lượng hoạt hoá của nó không? Biện minh cho câu trả lời. Dung dịch: Hiệu ứng nhiệt của phản ứng chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và trạng thái cuối của hệ và không phụ thuộc vào các khâu trung gian của quá trình. Năng lượng hoạt hóa là năng lượng dư thừa mà các phân tử của các chất phải có để sự va chạm của chúng dẫn đến sự hình thành chất mới. Năng lượng hoạt hóa có thể được thay đổi bằng cách tăng hoặc giảm nhiệt độ, tương ứng là giảm hoặc tăng nhiệt độ. Chất xúc tác làm giảm năng lượng kích hoạt, trong khi chất ức chế làm giảm nó.

Do đó, sự thay đổi năng lượng hoạt hóa dẫn đến sự thay đổi tốc độ phản ứng, nhưng không làm thay đổi hiệu ứng nhiệt của phản ứng. Hiệu ứng nhiệt của phản ứng là một giá trị không đổi và không phụ thuộc vào sự thay đổi của năng lượng hoạt hóa đối với một phản ứng nhất định. Ví dụ, phản ứng tạo thành amoniac từ nitơ và hydro trông giống như sau:

Phản ứng này tỏa nhiệt> 0). Phản ứng xảy ra với sự giảm số mol các hạt tham gia và số mol các chất ở thể khí, dẫn hệ từ trạng thái kém bền sang bền hơn, entropi giảm,Nhiệm vụ 339. Đối với phản ứng nào là trực tiếp hay nghịch chuyển - năng lượng hoạt hoá lớn hơn nếu phản ứng trực tiếp có toả nhiệt? Dung dịch:Hiệu số giữa năng lượng hoạt hóa của phản ứng thuận và phản ứng nghịch bằng hiệu ứng nhiệt: H = E a (pr.) - E a (mẫu). Phản ứng này diễn ra với sự giải phóng nhiệt, tức là tỏa nhiệt,E a (ví dụ)Bài giải: E a (ví dụ)Dung dịch:Hãy biểu thị sự giảm năng lượng hoạt hóa thông qua Ea, và các hằng số tốc độ của phản ứng trước và sau sự giảm năng lượng hoạt hóa tương ứng thông qua k và k ". Sử dụng phương trình Arrhenius, chúng ta thu được:

E a là năng lượng hoạt hóa, k và k ”là hằng số tốc độ phản ứng, T là nhiệt độ tính bằng K (298). Thay dữ liệu bài toán vào phương trình cuối cùng và biểu thị năng lượng hoạt hóa bằng jun, ta tính được tốc độ phản ứng tăng:

Bài giải: 5 lần.

Vấn đề không. 1. Tương tác với ôxy tự do dẫn đến sự hình thành nitơ điôxít có độc tính cao. tăng cùng với sự siêu sản xuất của nó. Xác định tốc độ tương tác của oxit nitric (II) với oxi tăng lên bao nhiêu lần khi áp suất trong hỗn hợp khí ban đầu tăng gấp đôi, nếu tốc độ phản ứng

*
được mô tả bằng phương trình
*
?

Dung dịch.

1. Tăng áp suất hai lần tương đương với tăng nồng độ ( với) và . Do đó, các vận tốc tương tác ứng với và sẽ nhận, phù hợp với quy luật tác dụng của khối lượng, biểu thức:

*

Bài giải. Tốc độ phản ứng sẽ tăng lên 8 lần.

Vấn đề không. 2. Người ta tin rằng nồng độ clo (khí màu xanh lục, mùi hắc) trong không khí trên 25 ppm là nguy hiểm đến tính mạng và sức khỏe, nhưng có bằng chứng cho thấy nếu bệnh nhân hồi phục sau ngộ độc cấp tính nặng với loại khí này thì vẫn còn các hiệu ứng không được quan sát thấy. Xác định tốc độ phản ứng sẽ thay đổi như thế nào :, tiến hành trong pha khí, nếu tăng 3 lần: nồng độ, nồng độ, 3) áp suất / /?

Dung dịch.

1. Nếu chúng ta chỉ định các nồng độ lần lượt và thông qua và, thì biểu thức tốc độ phản ứng sẽ có dạng:.

2. Sau khi tăng nồng độ lên 3 lần, chúng sẽ bằng nhau cho và cho. Do đó, biểu thức tốc độ phản ứng sẽ có dạng: 1)

*
2)

3. Việc tăng áp suất lên cùng một số lần sẽ làm tăng nồng độ của các chất phản ứng ở thể khí, do đó

4. Sự gia tăng của tốc độ phản ứng so với tốc độ ban đầu được xác định bởi tỷ lệ, tương ứng: 1)

*
, 2)
*
, 3)
*
.

Bài giải. Tốc độ phản ứng sẽ tăng lên: 1), 2), 3) lần.

Bài toán số 3... Tốc độ tương tác của các chất ban đầu thay đổi như thế nào khi nhiệt độ thay đổi từ khi hệ số nhiệt độ của phản ứng là 2,5?

Dung dịch.

1. Hệ số nhiệt độ cho biết tốc độ phản ứng thay đổi như thế nào khi nhiệt độ thay đổi đối với mỗi (quy tắc Van"t Hoff):.

2. Nếu sự thay đổi nhiệt độ là :, thì tính đến điều đó, chúng ta nhận được:

*
... Kể từ đây,.

3. Theo bảng antilogarit ta tìm được:.

Xem thêm: Phân Tích Go The Extra Mile Nghĩa Là Gì, Go The Extra Mile Nghĩa Là Gì

Bài giải. Với sự thay đổi nhiệt độ (tức là tăng lên), tốc độ sẽ tăng lên 67,7 lần.

Bài toán số 4... Tính hệ số nhiệt độ của tốc độ phản ứng, biết rằng khi nhiệt độ tăng thì tốc độ tăng thêm một hệ số 128.

Dung dịch.

1. Sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng hóa học vào nhiệt độ được biểu thị bằng quy tắc chung Van"t Hoff:

*
Giải phương trình liên quan đến ta tìm được:,. Do đó, = 2

Bài giải. =2.

Bài toán số 5... Đối với một trong các phản ứng, hai hằng số tốc độ được xác định: ở 0,00670 và ở 0,06857. Xác định hằng số tốc độ của cùng một phản ứng tại.

Dung dịch.

1. Với hai giá trị của hằng số tốc độ phản ứng, sử dụng phương trình Arrhenius, ta xác định được giá trị của năng lượng hoạt hóa của phản ứng:

*
... Đối với trường hợp này: Từ đây:
*
J / mol.

2. Hãy để chúng tôi tính hằng số tốc độ phản ứng tại, sử dụng trong các phép tính hằng số tốc độ tại và phương trình Arrhenius:

*
... Đối với trường hợp này: và có tính đến thực tế là:, chúng tôi nhận được:. Kể từ đây,

Bài giải.

Tính hằng số cân bằng hóa học và xác định chiều chuyển dịch cân bằng theo nguyên lý Le Chatelier .

Bài toán số 6. Carbon dioxide / / không giống như carbon monoxide / / không vi phạm các chức năng sinh lý và tính toàn vẹn giải phẫu của một cơ thể sống và tác dụng làm ngạt thở của chúng chỉ là do sự hiện diện ở nồng độ cao và giảm tỷ lệ oxy trong không khí hít vào. Bằng gì bằng hằng số cân bằng của phản ứng / /:

*
ở nhiệt độ, biểu thị qua: a) áp suất riêng phần của chất phản ứng; b) nồng độ mol của chúng, biết rằng thành phần của hỗn hợp cân bằng được biểu thị bằng các phần thể tích:, và, và áp suất toàn phần trong hệ là Pa?

Dung dịch.

1. Áp suất riêng phần của khí bằng áp suất toàn phần nhân với phần thể tích của khí trong hỗn hợp, do đó:

2. Thay các giá trị này vào biểu thức cho hằng số cân bằng, ta được:

3. Mối quan hệ giữa và được thiết lập dựa trên cơ sở của phương trình Mendeleev-Clapeyron đối với khí lý tưởng và được biểu thị bằng đẳng thức:

*
, sự khác biệt giữa số mol của sản phẩm phản ứng ở thể khí và nguyên liệu ban đầu ở thể khí là ở đâu. Đối với một phản ứng đã cho:. Sau đó: .

Bài giải. Cha. ...

Bài toán số 7. Cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều nào trong các phản ứng sau:

3.

*
;

a) khi tăng nhiệt độ, b) khi giảm áp suất, c) khi tăng nồng độ của hiđro?

Dung dịch.

1. Cân bằng hóa học trong hệ được thiết lập ở các thông số bên ngoài không đổi (và các thông số khác). Nếu các thông số này thay đổi, thì hệ thống mất cân bằng và phản ứng trực tiếp (bên phải) hoặc phản ứng ngược (bên trái) bắt đầu chiếm ưu thế. Ảnh hưởng của các yếu tố khác nhau đến sự dịch chuyển của trạng thái cân bằng được phản ánh trong nguyên lý Le Chatelier.

2. Coi ảnh hưởng đến các phản ứng trên của cả 3 yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hoá học.

a) Khi nhiệt độ tăng, cân bằng chuyển dịch theo hướng phản ứng thu nhiệt, tức là phản ứng xảy ra với sự hấp thụ nhiệt. Phản ứng thứ nhất và thứ 3 tỏa nhiệt / /, do đó, khi nhiệt độ tăng, cân bằng sẽ chuyển dịch theo phản ứng nghịch, và ở phản ứng thứ 2 / / - theo hướng phản ứng trực tiếp.

b) Khi giảm áp suất, cân bằng chuyển dịch theo hướng tăng số mol chất khí, tức là hướng tới nhiều áp lực hơn. Trong phản ứng thứ 1 và thứ 3, vế trái và vế phải của phương trình sẽ có cùng số mol khí (lần lượt là 2-2 và 1-1). Do đó, áp suất thay đổi sẽ không gây ra chuyển vị cân bằng trong hệ. Trong phản ứng thứ hai, ở phía bên trái có 4 mol khí, ở phía bên phải - 2 mol, do đó, khi áp suất giảm, cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều của phản ứng nghịch.

v) Với sự gia tăng nồng độ của các thành phần phản ứng, cân bằng chuyển dịch theo hướng tiêu thụ chúng. Trong phản ứng đầu tiên, hydro có trong các sản phẩm, và sự gia tăng nồng độ của nó sẽ làm tăng cường phản ứng ngược, trong đó nó bị tiêu thụ. Trong phản ứng thứ 2 và thứ 3, hydro được bao gồm trong số chất ban đầu, do đó, sự gia tăng nồng độ của nó làm thay đổi trạng thái cân bằng theo hướng phản ứng tiến hành với việc tiêu thụ hydro.

Bài giải.

a) Khi tăng nhiệt độ trong phản ứng 1 và 3, cân bằng sẽ chuyển dịch sang trái và trong phản ứng 2 - sang phải.

b) Sự giảm áp suất sẽ không ảnh hưởng đến phản ứng 1 và 3, và trong phản ứng 2, cân bằng sẽ chuyển dịch sang trái.

c) Sự tăng nhiệt độ trong phản ứng 2 và 3 sẽ kéo theo sự chuyển dịch cân bằng sang phải và trong phản ứng 1 - sang trái.

1.2. Nhiệm vụ tình huống số 7 đến 21để củng cố tài liệu (được thực hiện trong sổ ghi chép giao thức).

Bài toán số 8. Tốc độ oxi hóa glucozơ trong cơ thể sẽ thay đổi như thế nào khi nhiệt độ giảm dần đến khi hệ số nhiệt độ của tốc độ phản ứng là 4?

Bài toán số 9 Sử dụng quy tắc Van"t Hoff gần đúng, hãy tính nhiệt độ cần nâng lên là bao nhiêu để tốc độ phản ứng tăng lên 80 lần? Lấy hệ số nhiệt độ của tốc độ bằng 3.

Bài toán số 10.Để thực tế dừng phản ứng, làm lạnh nhanh hỗn hợp phản ứng ("làm đông phản ứng") được sử dụng. Xác định tốc độ phản ứng thay đổi bao nhiêu lần khi làm lạnh hỗn hợp phản ứng từ 40 đến nếu hệ số nhiệt độ của phản ứng là 2,7.

Bài toán số 11.Đồng vị được sử dụng để điều trị một số khối u có thời gian bán hủy là 8,1 ngày. Sau thời gian nào thì hàm lượng iốt phóng xạ trong cơ thể người bệnh giảm đi 5 lần?

Bài toán số 12. Thủy phân một số hoocmôn tổng hợp (dược phẩm) là phản ứng bậc nhất với hằng số tốc độ là 0,25 (). Nồng độ hormone này sẽ thay đổi như thế nào trong 2 tháng?

Bài toán số 13. Chu kỳ bán rã của chất phóng xạ là 5600 năm. Trong cơ thể sống, một lượng không đổi được duy trì do quá trình trao đổi chất. Trong phần còn lại của voi ma mút, nội dung là từ bản gốc. Xác định thời điểm sống của voi ma mút?

Bài toán số 14. Thời gian bán hủy của thuốc trừ sâu (thuốc trừ sâu dùng để kiểm soát côn trùng) là 6 tháng. Một số trong số đó đã đi vào bể chứa, nơi nồng độ mol / l được thiết lập. Mất bao lâu để nồng độ thuốc trừ sâu giảm xuống mức mol / L?

Bài toán số 15. Chất béo và cacbohydrat bị oxy hóa với tốc độ đáng kể ở nhiệt độ 450 - 500 °, và trong cơ thể sống - ở nhiệt độ 36 - 40 °. Nguyên nhân làm cho nhiệt độ cần thiết cho quá trình oxi hóa giảm mạnh là gì?

Bài toán số 16. Hydrogen peroxide phân hủy thành oxy và nước trong dung dịch nước. Phản ứng được tăng tốc bởi cả chất xúc tác vô cơ (ion) và chất xúc tác hữu cơ sinh học (enzyme catalase). Năng lượng hoạt hóa của phản ứng khi không có chất xúc tác là 75,4 kJ / mol. Ion làm giảm nó xuống 42 kJ / mol, và enzym catalase - xuống 2 kJ / mol. Tính tỉ lệ các tốc độ phản ứng khi không có mặt xúc tác và catalaza. Có thể rút ra kết luận gì về hoạt động của enzim? Phản ứng này diễn ra ở nhiệt độ 27 ° C.

Bài toán số 17 Hằng số tốc độ phân hủy của penicillin với bộ đàm

*
J / mol.

1.3. Câu hỏi kiểm soát

1. Giải thích ý nghĩa của các thuật ngữ: tốc độ phản ứng, hằng số tốc độ?

2. Tốc độ trung bình và đúng của các phản ứng hoá học được biểu thị như thế nào?

3. Tại sao nói về tốc độ của các phản ứng hóa học chỉ trong một thời điểm nhất định lại có ý nghĩa?

4. Xây dựng định nghĩa về phản ứng thuận nghịch và phản ứng không thuận nghịch.

5. Đưa ra định nghĩa về quy luật quần chúng lao động. Sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào tính chất của các chất tham gia phản ứng có phản ánh đúng định luật này không?

6. Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nhiệt độ như thế nào? Thế nào được gọi là năng lượng hoạt hóa? Phân tử hoạt động là gì?

7. Yếu tố nào quyết định tốc độ của phản ứng đồng nhất và dị thể? Cho ví dụ.

8. Trình tự và số mol của các phản ứng hóa học là gì? Khi nào chúng không khớp nhau?

9. Những chất nào được gọi là chất xúc tác? Cơ chế của quá trình tăng tốc của chất xúc tác là gì?

10. Khái niệm “ngộ độc chất xúc tác” là gì? Những chất nào được gọi là chất ức chế?

11. Thế nào được gọi là cân bằng hóa học? Tại sao gọi là động? Nồng độ của các chất phản ứng được gọi là cân bằng?

12. Thế nào được gọi là hằng số cân bằng hóa học? Có phụ thuộc vào bản chất của các chất tham gia phản ứng, nồng độ, nhiệt độ, áp suất của chúng hay không? Các đặc điểm của ký hiệu toán học cho hằng số cân bằng trong các hệ không đồng nhất là gì?

13. Dược động học của thuốc là gì?

14. Các quá trình xảy ra với một loại thuốc trong cơ thể được đặc trưng về mặt định lượng bởi một số thông số dược động học. Liệt kê những cái chính.