а) mno − - окислитель, восстанавливается в кислой среде до mn2+; fe2+ - восстановитель, окисляется
4
3+
до fe .
feso4 + kmno4 + h2so4 → fe2(so4)3 + k2so4 + mnso4 + h2o
mno − + 8h+ + 5 e = mn2+ + 4h2o
4
2
2fe2+ - 2 e = fe3+ 5
2mno 4 + 16h + 10fe = 2mn + 8h2o + 10fe3+
− + 2+ 2+
10 feso4 + 2kmno4 + 8h2so4 = 5fe2(so4)3 + k2so4 + 2mnso4 + 8h2o.
б) clo − - окислитель, восстанавливается до cl − ; cl − - восстановитель, окисляется до cl2:
3
kclo3 + hcl → kcl + cl2 + h2o
clo − + 6h+ + 6 e = cl − + 1
3
3h2o
2cl − - 2 e = cl2 3
− + − −
clo 3 +6h + 6cl → cl + 3h2o+3cl2
kclo3 + 6hcl = kcl + 3cl2↑ + 3h2o.
в) h2o - окислитель, восстанавливается до h2; si - восстановитель, окисляется в щелочной среде до
2−
sio :
3
si + naoh + h2o → na2sio3 + h2
2h2o + 2 e = h2 + 2oh − 2
si + 6oh - 4 e = sio 3 + 1
− 2−
3h2o
4h2o+si+6oh − = 2h2+4oh − + sio 2− + 3h2o
3
si + 2naoh +h2o = na2sio3 + 2h2↑.
п р и м е р 119 рассчитайте содержание kmno4 (ω,%) в техническом продукте, если при дейст-
вии на него раствором соляной кислоты массой 25 г образуется такое количество хлора, которое спо-
собно вытеснить весь иод из раствора, содержащего ki массой 83 г.
решение
1) 2kмno4 + 16hcl = 2kcl + 2mncl2 + 5cl2 + 8h2o
2) 2ki + cl2 = 2kcl + i2
m(kmno4) = 158 г/моль; m(ki) = 166 г/моль.
из уравнений реакций (1,2) следует, что 2 моль kmno4→ 5 моль cl2 → 10 моль ki, т.е. 1 моль
kmno4 → 5 моль ki.
ν(ki) = 83/166 = 0,5 моль. с данным количеством ki вступит в реакцию 0,1 моль kmno 4 или
0,1•158 = 15,8 г.
откуда ω = 15,8•100/25 = 63,2%.
п р и м е р 120 при нагревании смеси нитратов натрия и свинца образовался pbo массой 22,3 г и
выделился газ объемом 6,72 дм3 (н. рассчитайте массу смеси исходных веществ.
решение
t
1) 2nano3 = 2nano2 + o2 ↑
t
2) 2pb(no3)2 = 2pbo + 4no2 ↑ + o2 ↑
m(nano3) = 85 г/моль; m(pbo) = 223 г/моль;
m(pb(no3)2) = 331 г/моль.
количество оксида свинца(ii) равно ν = 22,3/223 = 0,1 моль. из уравнения реакции (2) следует, что
2 моль pb(no3)2 → 2 моль pbo, поэтому ν(pb(no3)2) = = 0,1 моль или 0,1•331 = 33,1 г.
объем газов no2 и o2, выделяющихся по реакции (2) составит 0,25 моль или 0,25•22,4 = 5,6 дм3.
следовательно, по реакции (1) выделится кислород объемом 6,72 -5,60 = 1,12 дм3, что составляет
1,12/22,4 = 0,05 моль. в состав смеси входит nano3 в количестве 0,05•2 = 0,10 моль или 0,1•85 = 8,5 г.
тогда масса смеси исходных веществ составит 33,1 + 8,5 = 41,6 г.
п р и м е р 121 к раствору иодида калия в кислой среде добавлено 200 см3 0,6 н раствора дихро-
мата калия. какая масса иода выделилась?
решение
6ki + k2cr2o7 + 7h2so4 = 3i2 + 4k2so4 + cr2(so4)3 + 7h2o
m(k2cr2o7) = 294 г/моль; mэ(k2cr2o7) = 294/6 = 49 г/моль.
масса k2cr2o7 в 200 см3 0,6 н раствора равна 0,649•200/1000 = 5,88 г или 5,88/294 = 0,02 моль. из
уравнения реакции следует, что 1 моль k2cr2o7 → → 3 моль i2, тогда из 0,02 моль k2cr2o7 выделится
0,06 моль i2 или 0,06•254 = = 15,24 г.
п р и м е р 122* * какую массу kclo3 следует взять для получения кислорода необходимого для
реакции каталитического окисления аммиака, образующегося при нагревании раствора (nh4)2so4 мас-
сой 500 г (ω = 13,2 %) и ca(oh)2 массой 100 г, содержащий примесь карбоната кальция (ω = 3,5 %).
решение
1) 2kclo3 = 2kcl + 3o2↑
2) 4nh3 + 5o2 = 4no↑ + 6h2o
3) (nh4)2so4 + ca(oh)2 = caso4 + 2nh3↑ + 2h2o
m(kclo3) =122,5 г/моль; m((nh4)2so4) =132 г/моль;
m(ca(oh)2) =74 г/моль.
Даем определение скорости химической реакции. Скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ с учетом коэффициентов стоящих перед веществами в уравнении:
Начнем решение задачи по порядку:
Объяснение:
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА ВАРИАНТ№2
«ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА»
Fе3O4 (к)+ 4H2 (г)= 3Fe (k) + 4H2O(г) +Q
1. Записать уравнения скоростей для прямой и обратной реакции.
2. Во сколько раз возрастёт скорость прямой реакции, если увеличить концентрацию Н2 в 3 раза.
3. Во сколько раз возрастёт скорость реакции , если повысить температуру с 80 С до 100 С, а температурный коэффициент равен 2
4. Напишите выражение для константы равновесия указанной реакции. В сторону
какой реакции (прямой или обратной, не влияет) сместится равновесие, если
повысить а) температуру в)давление с)концентрацию железа.
Fе3O4 (к)+ 4H2 (г)= 3Fe (k) + 4H2O(г) +Q
Рассмотрим приведенное уравнение. Данная реакция гетерогенная. Между исходными веществами есть граница раздела.
Прямая реакция: железная окалина кристаллическое в-во, а водород - газ; и обратная реакция: железо - кристаллическое вещество, пары воды - газ. Для таких условий скорость реакции зависит только о веществ взятых газообразной форме
υ(прям) = k₁ [H₂]⁴ υ(обрат) = k₂ [H₂O]⁴
Скорость прямой реакции от концентрации железной окалины не зависит, также как и скорость обратной реакции от концентрации железа не зависит.
2. Во сколько раз возрастёт скорость прямой реакции, если увеличить концентрацию Н2 в 3 раза
υ(прям) = k₁ [H₂]⁴
Примем, что в начальных условиях концентрация водорода была равна 1 моль/л
υ(прям) = k₁ [1 ]⁴ но единица в любой степени единица и скорость реакции будет пропорциональна коэффициенту k
Теперь увеличим концентрацию водорода в 3 раза:
υ(прям) = k₁ [3 ]⁴ = 81k то есть скорость прямой реакции возрастет в 81 раз.
3. Во сколько раз возрастёт скорость реакции , если повысить температуру с 80 С до 100 С, а температурный коэффициент равен 2
Температурный коэффициент показывает во сколько раз изменится скорость реакции при изменении температуры на каждые 10° С.
В нашей задачи температура повысилась на 100-80 = 20°С. Сколько здесь десятков градусов - два. А где температурный коэффициент γ = 2
А теперь увеличили температуру на 10° - во сколько раз возрастет скорость - в два раза, А на 20° 2² = 4 в четыре раза, а на 30° - в 2³ = 8 в восемь раз.
Теперь рассмотрим уравнение реакции с другой стороны:
(-Q) Fе3O4 (к)+ 4H2 (г)= 3Fe (k) + 4H2O(г) +Q
прямая реакция слева направо идет с выделением теплоты (+Q)
а обратная - справa налево - с поглощением теплоты (-Q)
При воздействии на равновесную систему химическое равновесие
смещается в сторону, противодействующую этому воздействию
Будем повышать температуру - куда сместиться равновесие?
В сторону прямой реакции? В этом направлении теплота и так выделяется - значит в сторону обратной реакции, где теплота поглощается.
В прямой реакции участвуют 4 моль газа в составе исходных веществ и эти же 4 моль газа в составе конечных продуктов. Поэтому изменение давления не будет влиять на изменение направления равновесия.
Ну и наконец мы в самом начале нашего рассуждения говорили что добавляя или уберая часть тведых веществ нельзя влиять на скорость реакции, а также и на направление смещения равновесия.
