§7 VI-тарауға қатысты «Химиялық кинетика» және «Тепе-теңдік» тақырыптары бойынша шығарылатын есептер

6.1 Мына реакция теңдеуімен өрнектелетін: А₃В₂(с) → 3А(с) + 2В(с) реакцияға алынған А₃В₂ затының бастапқы концентрациясы 2,5 моль/л болса, оның 20%-і жұмсалғаннан кейінгі заттар концентрациясын және реакцияның бастапқы және есеп шартында көрсетілген жағдайдағы жылдамдығын есептеңіз.

Берілгені: Шешуі:

1)С_о (А₃В₂) = 2,5 моль/л 2) А₃В₂(с) → 3А(с) + 2В(с)

∆С(%) = 20% ν, моль 1 3 2

С(А), С(В) 3) алдымен жұмсалған А₃В₂-затының

υ_о, υ_τ – ? концентрациясын есептейміз.

С_τ(А₃В₂) = С_о –∆С(А₃В₂),

∆С(А₃В₂) = 2,5·0,2 = 0,5моль/л

С_τ(А₃В₂) = 2,5 – 0,5 = 2 моль/л.

4) енді реакция нәтижесінде түзілетін А және В заттарының концентрациясын теңдеу бойынша есептейміз.

1 моль А₃В₂ жұмсалса:3 моль А түзіледі

0,5 моль А₃В₂ жұмсалса: Х моль А түзіледі

Х = 1,5 моль/л

1 моль А₃В₂ жұмсалса: 2 моль В түзілсе

0,5 моль А₃В₂ жұмсалса: Х моль В түзілсе

Х = 1 моль/л

5) енді реакцияның кинетикалық теңдеуін жазып, жылдамдықтарын есептейміз.

υ = К· С(А₃В₂) υ_о = К· С(А₃В₂)

υ_τ = К· С_τ(А₃В₂); υ_о = 2,5 К; υ_τ = 2К

Жауабы: 1,5; 1 моль, 2,5 К, 2 К

6.2 Реакцияның температуралық коэффициенті 3-ке тең бастапқы температура 80 ⁰С болғанда реакция 5 секундтажүрсе, оның температурасын 40⁰-қа дейін төмендеткенде реакция қанша уақытта жүреді?

Берілгені: Шешуі:

1)γ = 3 2)

t₁ = 80⁰

t₂ = 40⁰ 3)

τ₁= 5 сек τ₂ = 5· 81 = 405 сек = 6мин, 75 сек

τ₂ - ? Жауабы: 6 мин,75 сек.

6.3 Мына тепе-теңдікте 2SO₂ + O₂↔ 2SO₃ заттардың тепе-теңдік орнаған кездегі концентрациялары 5 моль/л болса, тепе-теңдік константасын және күкірттің (ІV) оксиді мен оттегінің бастапқы концентрацияларын есептеңіз.

Берілгені: Шешуі:

1)[SO₂]=[O₂]=[SO₃]=5 моль/л 2) 2SO₂ + O₂↔ 2SO₃

C_б(SO₂, O₂) – ? ν, моль 2 1 2

Енді реакцияға қатысқан SO₂ және O₂ заттарының бастапқы концентрациясын SO₃ затының тепе-теңдік орнаған сәттегі концентрациясы бойынша есептейміз, өйткені ол заттың реакцияның басындағы концен­трациясы нөлге тең болады.

Реакция теңдеуі бойынша пропорция құрамыз.

4) 2 моль SO₂ жұмсалғанда : 2 моль SO₃ түзіледі = Х моль SO₂ жұмсалғанда : 5моль SO₃ түзіледі.

∆С(SO₂)= X = 5 моль SO₂.

5) С_о(SO₂) = [SO₂] + ∆C; C_o(SO₂) = 5 + 5 = 10 моль/л

6) 1 моль О₂: 2 моль SO₃=Xмоль О₂: 5 моль SO₃

∆C(O₂) = X = 2,5 моль

7) С_о(О₂) = [O₂] + ∆C(O₂)

C_o(O₂) = 5 + 2,5 = 7,5 моль/л

Жауабы: 10 моль/л; 7,5 моль/л; 0,2.

6.4 Реакцияның H₂ + J₂↔ 2HJ белгілі температурадағы тепе-теңдік константасы 30,5. Көлемі 1 л ыдыста 0,35 моль иодты сутек болса, тепе-теңдік концентрацияларын есептеңіз.

1)Берілгені: 2)Шешуі:

Р₂ = 3Р₁ N₂ + 3H₂ → 2NH₃

υ_тура/υ_кері – ? ν, моль 1 3 2

тепе-теңдіктің 3) Енді Р₁ қысымдағы заттар концентрациясын

ығысу бағыты - ? белгілейік:

[N₂] = a моль/л [H₂] = b моль/л [NH₃] = d моль/л

Р₂ = 3Р₁ болғанда:

[N₂]^/ = 3a моль/л [H₂]^/ = 3b моль/л [NH₃]^/ = 3d моль/л

4) Реакциялардың жылдамдықтарының формуласын жазып, мәндерін қойып көрейік:

υ_тура =К_т· [N₂] · [H₂]³

υ_тура =К_т· ab³ υ^/_тура =К_т· 3a · (3b)³ = 81 Kab³

υ^/_тура/ υ_тура = 81 K_тab³/K_тab³ = 81 есе.

υ_кері = К_k· [NH₃]² υ_кері = К_k· d²

υ^/_кері = К_k· (3d)² = 9d²K_к

5)υ^/_кері/ υ_кері = 9d²K_к/K_kd² = 9 есе.

Сонда тура бағытта жүретін яғни аммиак түзілу бағытындағы реакция жылдамдығы 81 есе артса, оған кері реакция жылдамдығы 9 есе артады екен, олай болса: υ_тура/ υ_кері = 9 есе.

Жауабы: 9, оңға.

6.6 Реакцияның 20⁰С-дағы жылдамдығының константасы 3·10^-2 ал 45⁰С-да 0,5моль/л·с болса, реакцияның температуралық коэфициентін, 35⁰С-дағы константасын, активтендіру энергиясын есептеңдер.

Берілгені	Шешуі
1) t = 200C = 293K K1 = 3∙10-2 моль/л t2 = 450C = 318K K2 = 0,5 моль/л t3 = 350 K3, , Ea - ?	2) 3) 350- дағы жылдамдық константасын есептеу (К3). Ig Ig = Ig 0,5 – Ig Х = 0,1622 К3 = 0,1622 моль/л ∙ с 4) Активтендіру энергиясын есептеу. E = Ig кДж/моль 5) Жауабы:Ea = 87088 кДж/моль К3 = 0,1622 моль/л ∙ с

Бұл тараудан (VI) не білдіңіз?

1. 
   Заңдар: әрекеттесуші массалар заңы (Гульдберг-Вааге), Вант-Гофф ережесі, Ле-Шателье принципі.
   
2. 
   Түсініктер: гомогенді, гетерогенді реакциялар,адсорбция, ингибитор, промотор катализ, катализатор, оң және теріс катализ, гомогенді және гетерогенді катализ, активтендіру энергиясы.
   
3. 
   Реакцияның жылдамдығына әсер ететін факторлар: зат табиғаты, температура, концентрация.
   
4. 
   Реакцияның жүру механизмдері (молекулалық, иондық, радикалды).
   
5. 
   Тарауға қатысты типтік есептер, жаттығулармен танысып, оны шешу жолдарын қарастыру.
   

ә) Вант-Гофф ережесі бойынша есептер шығару.

б) Аррениус теңдеуі бойынша реакцияның активтендіру энергиясын есептеу.

в) тепе-теңдік орнаған кездегі концентрациясы бойынша тепе-теңдік