Виды учебной деятельности на занятии

1.Решение ситуационных задач (примеры приведены ниже):

1.1. Рассчитайте изменение энтропии, энтальпии и энергии Гиббса при с.у. для реакции окисления глюкозы до этанола, протекающей в организме:

С₆Н₁₂О_{6 (к)}= 2 С₂Н₅ОН_(ж)+ 2 СО_2(г).

1.2. Рассчитайте изменение энтропии, энтальпии и энергии Гиббса при с.у. реакции окисления в организме человека сахарозы: С₁₂Н₂₂О_{11 (к)} +11 О_2(г)=12 СО_2(г) + 11 Н₂О_(ж).

1.3. Вычислите Δ G °_р-ции гидратации β – лактоглобулина при 18 С; Δ Н °_р-ции = – 6,75кДж/моль; Δ S ⁰_р-ции = – 9,74Дж/моль×К.

1.4. Во сколько раз надо увеличить концентрацию вещества В в системе 2А_2(г) + В_2(г) = 2А₂В_(г), чтобы при уменьшении концентрации вещества А в 4 раза скорость реакции не изменилась?

1.5. Энергия активации реакции кислотного гидролиза сахарозы равна 102 кДж/моль при 37 °С, а в присутствии фермента энергия активации снижается до 35 кДж/моль. Во сколько раз быстрее протекает реакция гидролиза сахарозы в присутствии фермента?

1.6. Как изменится скорость реакции при повышении температуры на 40 ^oС, если температурный коэффициент реакции равен 2,5?

1.7. При лечении онкологических заболеваний в опухоль вводят препарат, содержащий радионуклид иридий-192. Рассчитайте, какая часть введенного радионуклида останется в опухоли через 45 суток, если его период полупревращения составляет 8 суток.

Задания для самостоятельной работы

1. Рассчитайте изменение энтропии, энтальпии и энергии Гиббса при с.у. для реакции гидролиза мочевины СО(NН₂)_2(ж) + Н₂О_(ж) = СО_2(г) + 2 NН_3(ж).

2. Рассчитайте изменение энтропии, энтальпии и энергии Гиббса реакции образования глицилглицина 2 СН₂(NН₂)СООН_(ж) → СН₂(NН₂)СОNНСН₂СООН_(ж) + Н₂О_(ж) при 298К.

3. Для реакции 2 NO_2(г) ↔ N₂О_4(г) вычислите ΔG°_р и температуру, при которой оба направления процесса равновероятны.

4. Рассчитайте изменение энтропии, энтальпии и энергии Гиббса реакции окисления этанола в уксусный альдегид С₂Н₅ОН_(ж) + О_2(г) ↔ СН₃СНО_(г) + Н₂О_(ж) при с.у.

5. Глицерин – один из продуктов метаболизма, который окончательно превращается в организме в СО_2(г) и Н₂О_(ж). Рассчитайте изменение энтропии, энтальпии и энергии Гиббса для этой реакции при 298 К.

6. РеакциейС₆Н₁₂О_6(ж) → С₃Н₇СООН_(ж) + 2 СО_2(г) + 2Н_2(г) выражается один из путей метаболизма глюкозы. Рассчитайте изменение энтропии, энтальпии и энергии Гиббса для этой реакции при с.у.

7. Рассчитайте изменение энтропии, энтальпии и энергии Гиббса при с.у. для реакции СО_(г) + Сl_2(г) ↔ СОСl_2(г).

8. Рассчитайте изменение энтропии, энтальпии и энергии Гиббса для реакции фотосинтеза, протекающей в организме: 6 СО_2(г) + 6 Н₂О_(ж) ↔ С₆Н₁₂О_6(ж) + 6О_2(г) при 298 К.

9. Вычислите среднюю скорость реакции А → В, если начальная концентрация исходного вещества 6 моль/л, а через 2 мин – 2 моль/л.

10. Во сколько раз увеличится скорость реакции, протекающей при 298 К, если энергия активации (E_a) уменьшить на 4 кДж/моль?

11. Вычислите энергию активации в указанном интервале температур, если константа скорости разложения оксида азота (V) при 35 ^оС равна 8,76·10^-3 мин^-1, а при 45^оС увеличивается до 2,99·10^-2 мин^-1.

12. При лечении онкологических заболеваний в опухоль вводят препарат, содержащий радионуклид иридий -192. Рассчитайте, какая часть введенного радионуклида останется в опухоли через 10 суток, если его период полупревращения составляет 8 суток.

13. Вычислите температурный коэффициент константы скорости разложения пероксида водорода в температурном интервале 25-55^оС при E_a = 75, 4 кДж/моль.

14. Как измениться скорость прямой реакции: 2 СО_(г) + О_2(г)↔ 2 СО_2(г) при увеличении концентрации СО в 3 раза?

15. Константа скорости распада пенициллина при 36 ^оС равна 6·10^-6 с^-1, а при 41 ^оС она составляет 1,2·10^-5 с^-1. Вычислите температурный коэффициент реакции.

16. Женщина, «соблюдающая фигуру», съела вне плана в составе торта 180 г глюкозы. Считать, что глюкоза полностью окисляется в организме по уравнению:

С₆Н₁₂О_6(к) + 6О_2(г) = 6СО_2(г) + 6Н₂О_(ж)

Какое количество энергии получит организм пациентки? Какое время пациентка должна затратить на ручную стирку белья или окучивание грядок (расход энергии 543 кДж/ч), чтобы компенсировать излишества?

17. Мужчина, «следящий за фигурой», выпил на вечеринке водки в пересчете на абсолютный спирт 46 г этанола С₂Н₅ОН. Считать, что этанол полностью окисляется в организме по уравнению: С₂Н₅ОН_(ж) + 3О_2(г) = 2СО_2(г) + 3Н₂О_(ж)

Какое количество энергии получит организм пациента? Какое время мужчина должен бегать трусцой (расход энергии 920 кДж/ч), чтобы компенсировать излишества?

18. Инспектор ГИБДД остановил водителя и по его внешнему виду заподозрил, что тот находится в состоянии алкогольного опьянения. Анализ, проведенный в токсикологической клинике, показал, что содержание этилового спирта в крови водителя превышает допустимую норму. Однако водитель утверждает, что алкогольных напитков не употреблял в течение нескольких дней. При выполнении профессиональных обязанностей ему приходится много времени проводить в условиях повышенной концентрации выхлопных газов и он считает, что в его организме спирт мог образоваться из CO₂ и H₂O. Рассчитать DG^º_{реакции}. Может ли происходить в организме человека самопроизвольное образование C₂H₅OH из CO₂ и H₂O?

19.Чем можно объяснить, что при стандартных условиях, невозможна экзотермическая реакция: СО_{2 (г)}+Н_{2 (г)}↔ СО_(г)+Н₂О _(ж)? Рассчитайте ΔG данной реакции. При каких температурах данная реакция становится самопроизвольной?

20. Рассчитайте тепловой эффект реакции горения сероводорода.

Возможно ли самопроизвольное протекании данного процесса при стандартных условиях?

Решение контрольного задания:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________