1. Для ответа на первый вопрос рассмотрим каждую молекулу отдельно:
(a) Гипотетическая планарная молекула "борного бензола" В6Н6. Для формирования устойчивых п-связей должны быть заполнены все электронные орбитали. В молекуле бора (В) имеется 3 валентных электрона и 3 свободных электронные пары, и в молекуле аммиака (NH3) есть одна валентная электронная пара. Таким образом, каждая молекула "борного бензола" В6Н6 должна иметь 6 свободных электронных пар для образования устойчивых п-связей между атомами бора и атомами водорода. Однако, в молекуле "борного бензола" В6Н6 имеется 6 атомов бора и 6 атомов водорода, поэтому образование устойчивых п-связей в данной молекуле не является возможным без нарушения правила октета, т.к. нарушится стабильность электронной конфигурации атома бора и атома водорода.
(b) Молекула «мышьячного бензола» As6H6. Для формирования устойчивых п-связей необходимо заполнить все электронные орбитали. Атом мышьяка (As) имеет 5 валентных электронов и 3 свободных электронные пары, и в молекуле водорода (H2) есть одна валентная электронная пара. Таким образом, каждая молекула «мышьячного бензола» As6H6 должна иметь 6 свободных электронных пар для образования устойчивых п-связей между атомами мышьяка и атомами водорода. В данной молекуле имеется 6 атомов мышьяка и 6 атомов водорода, поэтому образование устойчивых п-связей возможно без нарушения правила октета.
2. Чтобы определить температуру, при которой термодинамическая вероятность испарения йода сравняется с вероятностью обратного процесса – конденсации паров I2, можно использовать уравнение Гиббса-Гельмгольца:
ΔG = ΔH - TΔS
Где ΔG - изменение свободной энергии, ΔH - изменение энтальпии, T - температура в Кельвинах и ΔS - изменение энтропии.
В данном случае, термодинамическая вероятность испарения равна вероятности конденсации, поэтому ΔG = 0.
Известно, что ΔH = 144 Дж/моль, ΔS = 62 кДж/моль = 62000 Дж/моль.
Подставляя значения в уравнение Гиббса-Гельмгольца и решая относительно T:
0 = 144 - T * 62000
Т * 62000 = 144
T = 144 / 62000
T ≈ 0.0023 К
Таким образом, термодинамическая вероятность испарения йода сравняется с вероятностью обратного процесса – конденсации паров I2 при температуре около 0.0023 Кельвина.
Кристаллический йод не плавится при нагревании, потому что его межмолекулярные силы притяжения - ван-дер-Ваальсовы силы - очень сильны. Эти силы превосходят тепловое движение молекул кристалла и сохраняют упорядоченную структуру вещества. Плавление происходит при температуре, когда эти силы ослабевают до такой степени, что кристаллическая структура разрушается.
3. Увеличение скорости процесса при снижении энергии активации химической реакции на 5 ккал/моль можно оценить с использованием уравнения Аррениуса:
k = A * e^(-Ea / RT)
Где k - скоростная постоянная, A - преэкспоненциальный множитель реакции, Ea - энергия активации, R - газовая постоянная и T - температура в Кельвинах.
Учитывая, что энергия активации уменьшилась на 5 ккал/моль, то новая энергия активации (Ea') равна:
Ea' = Ea - 5 ккал/моль
Скорость процесса увеличится в ne^5 раз, где n - коэффициент пропорциональности. Таким образом, скорость процесса увеличится в e^5 раз при снижении энергии активации на 5 ккал/моль.
Объяснение:
H₂SO₄ + Zn = ZnSO₄ + H₂↑ активные металлы вытесняют водород из кислот
H2 + CI2 =2HCI
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑ Активные металлы взаимодействуют с кислотами с образованием солей