Бейорганикалыќ Ќосылыстардыѕ негізгі кластары
жүктеу/скачать 3,65 Mb.
|
химия дәрістер (1)
- Бұл бет үшін навигация:
- Есептер мен жаттығулар. Мысал 1.
| Химиялық тепе-теңдік.
Қайталау сұрақтары. Қайтымды реакциялар дегеніміз не? Олардың аяғына дейін жүретін реакциялардан айырмашылығы неде? Химиялық тепе-теңдік күйі дегеніміз не? Тепе-теңдік орнаған кезде химиялық реакция тоқтайды деп айтуға болады ма? Тепе-теңдік константасын әрекеттесуші заттардың тепе-теңдік концентрациясы арқылы қалай өрнектеуге болады? Гетерогенді химиялық процестер үшін тепе-теңдік константасын өрнектеудің қандай ерекшеліктері бар? Химиялық тепе-теңдік ығысуына қысымның, концентрацияның және температураның өзгеруі қалай әсер етеді? Химиялық тепе-теңдіктің ығысу бағытын анықтайтын Ле-Шателье принципін (жылжымалы тепе-теңдік қағидасы) тұжырымдаңыз. Есептер мен жаттығулар. Мысал 1. Берілген А(г) + 2В(г) = С(г) жүйедегі тепе-теңдік концентрациялары: [A] = 0,06 моль/л; [В] = 0,12 моль/л; [С] = 0,216 моль/л. Реакцияның тепе-теңдік константасы мен А және В заттарының бастапқы концентрацияларын табыңыздар. Шығарылуы. А және В заттарының бастапқы концентрациясын табу үшін реакция теңдеуі бойынша А затының 1 молі мен В затының 2 молі әрекеттесіп С затының 1 молі түзілетіндігін ескереміз. Есептің шарты бойынша жүйенің әрбір литрінде 0,216 моль С заты түзілгендіктен, оған 0,216 моль А заты және 0,216∙2 = 0,432 моль В заты жұмсалады. Олай болса бастапқы концентрациялар тең: [Aо] = 0,06 + 0,216 = 0,276 моль/л; [Во] = 0,12 + 0,432 = 0,552 моль/л. Мысал 2. Берілген қайтымды процестердің химиялық тепе-теңдік константасының математикалық өрнегін жазыңдар: а) гетерогенді қайтымды химиялық реакциялар СО(г) + Н2О(с)артық СО2(г) + Н2(г) ә) Ғе2О3(қ) + СО(г) 2ҒеО(қ) + СО2(г) б) тұздардың гидролизі Al3+(ер) + HOH(с)артық AlOH2+(ер) + H+(ер) в) электролиттік диссициация Н2СО3(ер) Н+(ер) + НСО-3(ер) г) кешенді ионның электролиттік диссоциациясы [Cu(NH3)4]2+(ep) Cu2+(ep) + 4NH3(ep) д) аз еритін зат пен оның ерітіндідегі иондарының тепе-теңдігі ВаSO4(қ) Ba2+(ep) +SO42-(ep) е) су молекулаларының және оның иондарының тепе-теңдігі НОН(с)артық Н+(ер) + ОН-(ер) Шығарылуы. а) Судың концентрациясын химиялық тепе-теңдік константасын есептейтін теңдеуге кіргізбейді. немесе мұнда Кс – заттардың тепе-теңдік концентрациялары арқылы берілген химиялық тепе-теңдік константасы; Кр – газдардың парциалды қысымдары арқылы белгіленген химиялық тепе-теңдік константасы. ә) Оксидтердің Ғе2О3, ҒеО (қатты фазалар) концентрациясын әсер етуші массалар заңының теңдеуіне кіргізбейді: немесе б) Бұл тепе-теңдік процесі гидролиз деп аталады, сондықтан мұндай тепе-теңдік константасын Кг деп белгілейді: Кг теңдеуіне судың (артық алған) концентрациясын кіргізбейді в) Кез келген әлсіз электролит ерітіндісінде электролиттік диссоциация процесі негізінде диссоциацияға қатыспаған молекулалар мен иондардың арасында гомогенді химиялық тепе-теңдік орнайды. Осындай процестің тепе-теңдік константасы электролиттік диссициация константасы КД деп аталады. г) Кез келген кешенді ион жарым-жартылай электролиттік диссоциацияға ұшырайды, яғни кешенді қосылыстың ерітіндісінде гомогенді химиялық тепе-теңдік орнайды. Ол кешенді ионның тұрақсыздық константасы – мен белгіленеді. , мұндағы - кешенді ион; - кешен түзгіш; - лигандалар. д) Кез келген аз еритін қосылыстың қаныққан ерітіндісінде осы қосылыстың кристалдық торында орналасқан иондар мен осы заттың азғантай ғана еріген ерітіндісінде пайда болған иондардың арасында гетерогенді химиялық тепе-теңдік орнайды. Осындай процестің тепе-теңдік константасы ерігіштік көбейтіндісі ЕК деп аталады. Қатты фазадағы ВаSO4 концентрациясын әсер етуші массалар заңының теңдеуіне кіргізбейді ЕК = [Ba2+] ∙ [SO ] e) Су - әлсіз электролит, демек суда диссоциацияға ұшырамаған Н2О молекулалары мен оның азғантай ғана диссоциацияға ұшыраған иондарының арасында химиялық тепе-теңдік орнайды. Мұндай тепе-теңдік константасын судың константасы деп аталады, немесе судың иондық көбейтіндісі Кс дейді. Кс = [Н+] ∙ [OН-] Мысал 3. Белгілі бір температурада Н2(г) + Вr2(г) 2НВr(г) Реакциясының тепе-теңдік костантасы 1 тең. Реакцияға түсуші заттардың бастапқы концентрациялары 1 моль Н2 және 2 моль Вr2 болса, тепе-теңдік жағдайындағы қоспаның (Н2, Вr2, НВr) сандық құрамы қандай? Шығарылуы. Тепе-теңдік константасын жазамыз: Тепе-теңдік константасы арқылы әрекеттесуші заттардың тепе-теңдік жағдайдағы концентрациясын анықтауымыз керек. Реакция теңдеуі бойынша 1 моль сутек 1 моль броммен әрекеттескенде 2 моль бромсутек түзіледі. Егер тепе-теңдік орнағанша х моль сутек реакцияға түссе, заттардың қоспадағы тепе-теңдік концентрациялары: [H2] = (1 – x) моль [Br2] = (2 – x) моль [HBr] = 2x моль Осы шамаларды тепе-теңдік константасының теңдеуіне қойсақ, квадрат теңдеуді шешкенімізде (Екінші тұнба теріс сан болғандықтан есепке алынбайды) υ(Н2) = (1 – 0,45) = 0,55 моль υ(НBr) = 2 ∙ 0,45 = 0,90 моль υ(Br2) = (2 – 0,45) = 1,55 моль Мысал 4. 2NO2 N2O4 реакциясының (250С) тепе-теңдік константасын анықтаңыз. Шығарылуы. Тепе-теңдік константасымен реакция нәтижесінде жүйедегі изобара-изотермиялық потенциалдың өзгеруінің арасындағы байланыс ∆Gреакция = -RTlnK теңдеуімен өрнектеледі. Мұндағы R – универсал газ тұрақтысы; Т – жүйенің температурасы Т = 273+25 = 298 К болғандықтан, ∆G = ∆G0298 Кестеге қарап ∆Gреакция есептейміз: ∆G <∆Gреакция = ∆G0298 (N2O4) – 2∆G0298(NO) = (1∙98,3 – 2∙51,8) = 5,3 кДж/моль Ондық логарифмға көшсек: -RTlnK = -RTlgK, Мысал 5. Ле-Шателье принципі бойынша мына реакцияның 2SO2(г)+O2 2SO3(г) тепе-теңдігінің тіке бағытта өзгеруінің жолдарын табу керек. ∆Нр = -284,2 кДж/моль. Шығарылуы: а) Тепе-теңдікті оң жаққа қарай ығыстыру үшін SO2, O2 реагенттерінің концентрациясын өсіру керек немесе SO3 өнімінің концентрациясын азайту керек. ә) 2SO2(г)- + O2 2SO3(г) 3 моль 2моль Тепе-теңдікті оң жаққа қарай ығыстыру үшін, тепе-теңдік жүйедегі қысымды өсіру керек. б) Тіке реакция экзотермиялық (∆Н<0), сондықтан реакция осы бағытта жүру үшін температураны төмендету керек. в) Химиялық тепе-теңдікке катализатор әсер етпейді. 1. Берілген реакциялар үшін (газ фазасында) химиялық тепе-теңдік константасының өрнегін жазыңыз. 1) 2СО + О2 2СО2 4) N2O4 2NO2 2) CO + SO3 SO2 + CO2 5) 4HCl + O2 2H2O + 2Cl2 3) H2 + I2 2HI 6) N2 +3H2 2NH3 2. Берілген гетерогендік реакциялар үшін тепе-теңдік константасының өрнегін жазыңыз. 1) С(қ) + СО2 2СО 2) Ғе3О4(қ) + 4Н2 3Ғе(қ) + 4Н2О(г) 3) Cқ + 2H2 CH4 4) S(c) + O2 SO2 3. Фосгеннің бастапқы концентрациясы [COCl2]0 = 2,2 моль/л, көміртек (ІІ) оксидінің тепе-теңдік концентрациясы [CO]т.т. = 0,2 моль/л болған жағдайдағы COCl2 CO + Cl2 реакциясының тепе-теңдік константасын анықтаңыз. Жауабы: Кт.т. = 0,02 моль/л. 4. Тұрақты температурада жабық ыдыста CO + Cl2 COCl2 реакциясы жүргізілген Реакцияға түсуші заттардың әрқайсысының мөлшері 1 моль, ал тепе-теңдік кезіндегі СО мөлшері 0,5 моль болған. Реакция барысында қысым бастапқыға қарағанда қанша өзгереді? Тепе-теңдік константасын табыңыз. Жауабы: 1,3 есе, К=2. 5. Берілген 2HI H2+I2 реакциясындағы иодсутектің бастапқы концентрациясы [HI]o= 2,6моль/л, тепе-теңдік концентрациясы [HI]т.т.=2,0моль/л, ([H2]o=0, [I2]o=0) болған жағдайдағы реакцияның тепе-теңдік константасын есептеңіз. Жауабы: Кт.т.=0,0225. жүктеу/скачать 3,65 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|