Хімічні реакції протікають з різними швидкостями. Деякі з них повністю закінчуються за малі частки секунди, інші за хвилини, години, дні. Крім того, одна і та ж реакція може в одних умовах, наприклад, при підвищених температурах, протікати швидко, а в інших, - наприклад, при охолодженні, - повільно; при цьому відмінність у швидкості однієї і тієї ж реакції може бути дуже великим.

При розгляді питання про швидкість реакції необхідно розрізняти реакції, що протікають в гомогенної системі і реакції, що протікають в гетерогенній системі.

Фазою називається частина системи, відокремлена від інших її частин поверхнею розділу .

Гомогенної називається система, що складається з однієї фази (якщо реакція протікає в гомогенної системі, то вона йде в повному обсязі цієї системи):

H 2 + Cl 2 \u003d 2HCl

Гетерогенной- система, що складається з декількох фаз (якщо реакція протікає між речовинами, що утворюють гетерогенну систему, то вона може йти тільки на поверхні розділу фаз, що утворюють систему):

Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2

Реакція протікає тільки на поверхні металу, тому що тільки тут стикаються один з одним обидва реагують речовини. У зв'язку з цим швидкість гомогенної реакції та швидкість гетерогенної реакції визначаються по-різному

Прикладом гомогенної системи може служити будь-яка газова, наприклад, суміш азоту з киснем. Іншим прикладом гомогенної системи може служити розчин декількох речовин в одному розчиннику, Наприклад, розчин хлориду натрію, сульфату магнію, азоту і кисню в воді. Як приклади гетерогенних систем можна навести такі системи: вода з льодом, насичений розчин з осадом, вугілля і сірка в атмосфері повітря. В останньому випадку система складається з трьох фаз: двох твердих і однієї газової.

Швидкість гомогенної реакції -називається відношення зміни молярної концентрації реагентів або продуктів реакції до одиниці часу:

V \u003dΔC/Δt \u003d Δn/ (V ∙ Δt)

n-кількість речовини.

Швидкістю гетерогенної реакції називається зміна кількості речовини, що вступає в реакцію або утворюється при реакції за одиницю часу на одиниці площі поверхні фази:

V \u003d Δn/ (S ∙ Δt)

До найважливіших чинників, що впливає на швидкість реакції, відносяться:

1. природа реагуючих речовин;

2. їх концентрації;

3. температура;

4. присутність в системі каталізаторів;

5. швидкість деяких гетерогенних реакцій залежить також від інтенсивності руху рідини або газу біля поверхні, на якій відбувається реакція, площі дотику.

Почнемо з самого простого і важливого:

Залежність швидкості реакції від концентрацій реагуючих речовин.

Необхідною умовою того, щоб між частинками вихідних речовин відбулося хімічну взаємодію, є їх зіткнення один з одним. Тобто частки повинні зблизитися один з одним настільки, щоб атоми однієї з них випробовували б дію електричних полів, створюваних атомами іншого. Тому швидкість реакції пропорційна числу зіткнень, які зазнають молекули реагуючих речовин.

Число зіткнень, в свою чергу, тим більше, чим вище концентрація кожного з вихідних речовин або, чим більше твір концентрацій реагуючих речовин. Так, швидкість реакції:

пропорційна добутку концентрації речовини А на концентрацію речовини В. Позначаючи концентрації речовин А і В відповідно через [А] і [В], можна написати ^

v \u003d k ∙ [А] ∙ [В]

k - коефіцієнт пропорціональності- константа швидкості даної реакції (визначається експериментально).

Отримане співвідношення виражає закон дії мас для хімічної реакції, що протікає при зіткненні двох частинок: при постійній температурі швидкість хімічної реакції прямо пропорційна добутку концентрацій реагуючих речовин. (К. Гульдберг і П. Вааге в 1867г).

Логічно припустити, що якщо в реакції учувствуют 3 частки (Імовірність одночасного зіткнення більш ніж трьох частинок вкрай мала, рівняння містять більше 3-ох частинок - ланцюгові реакції, Кожна з яких відбувається окремо і має власну швидкість), то закон діючих мас записується відповідно:

v \u003d k ∙ [А] 2 ∙ [В]

v \u003d k ∙ [А] ∙ [В] ∙ [N]

Як видно, в цьому випадку концентрація кожного з реагуючих речовин входить у вираз швидкості реакції в ступеня, рівний відповідному коефіцієнту в рівнянні реакції.

Величина константи швидкості k залежить від природи реагуючих речовин, від температури і від присутності каталізаторів, але не залежить від концентрацій речовин.

В гомогенних реакціях:

v \u003d k ∙ 3 ∙

У гетерогенних реакція в рівняння швидкості реакції входить концентрація тільки газоподібної речовини :

2Na (тв.) + H 2 (газ) → 2NaH (тв.)

У стані рівноваги, коли швидкість прямої реакції дорівнює швидкості зворотної реакції виконується співвідношення:

a А + BВ + ... \u003d zZ + dD + ...

K \u003d ([A] a ∙ [B] b ...) ⁄ ([D] d ∙ [Z] z ...)

Для вираження стану рівноваги в реакціях між газоподібними речовинами часто використовують їх парціальні тиску:

N 2 (газ) + 3H 2 (газ) → 2NH 3 (газ)

Це цікаво:

Залежність константи рівноваги від температури і тиску. Як було вказано в статті про термодинаміку, константа рівноваги пов'язана з енергією Гіббса рівнянням:


або


З цього рівняння видно, що константа рівноваги дуже чутлива до підвищення / пониження температури, і майже не чутлива до зміни тиску. Залежність константи рівноваги від ентропійного і ентальпійного факторів показує її залежність від природи реагентів.

Залежність константи рівноваги від природи реагентів.

Цю залежність можна продемонструвати на простому досвіді:

Zn + 2HCl \u003d ZnCl 2 + H 2

Sn + 2HCl \u003d SnCl 2 + H 2

Водень інтенсивніше виділяється в 1ой реакції, так як Zn більш активний метал, ніж Sn.

Zn + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2

Zn + 2CH 3 COOH \u003d Zn (CH 3 COO) 2 + H 2

Водень інтенсивніше виділяється в 1ой реакції, так як H 2 SO 4 сильніша кислота, ніж CH 3 COOH.

Висновок: чим активніше речовина, тим активніше вона реагує. У разі кислот-активність- їх сила (здатність віддавати протон), в разі металів-місце в ряду напруги.

Залежність швидкості гетерогенних реакцій від інтенсивності руху рідини або газу біля поверхні, на якій відбувається реакція, площі дотику.

Ця залежність також демонструється на досвіді. Тут буде показана залежність від площі зіткнення; залежність від швидкості руху газу або рідини у поверхні розділу підпорядковується логіці.

4Al (тв.) + 3O 2 → 2Al 2 O 3

4Al (подрібнений) + 3O 2 → 2Al 2 O 3

Al (подрібнений) інтенсивніше реагує з киснем (стовп полум'я, якщо захочете повторіть- киньте трохи сріблянки в вогонь, але дуже обережно, щоб виконувати всі заходи безпеки), ніж Al (тв.), Він навіть не загоряється.

Висновок: ступінь измельченности впливає на швидкість реакції: чим подрібненою речовиною, тим більше площа зіткнення реагентів, тим вище швидкість гетерогенних реакцій.

Залежність швидкості реакції від температури.

Молекулярно-кінетична теорія газів і рідин дає можливість підрахувати число зіткнень між молекулами тих чи інших речовин при певних умовах. Якщо скористатися результатами таких підрахунків, то виявиться, що число зіткнень між молекулами речовин при звичайних умовах таке велике, що всі реакції повинні протікати практично миттєво. Однак в дійсності далеко не всі реакції закінчуються швидко. Це протиріччя можна пояснити, якщо припустити, що не всяке зіткнення молекул реагуючих речовин призводить до утворення продукту реакції. Для того щоб відбулася реакція, т. Е. Щоб утворилися нові молекули, необхідно спочатку розірвати або послабити зв'язку між атомами в молекулах вихідних речовин. На це треба витратити певну енергію. Якщо зіштовхуються молекули не володіють такою енергією, то зіткнення буде неефективним - не приведе до утворення нової молекули. Якщо ж кінетична енергія зіштовхуються молекул достатня для ослаблення або розриву зв'язків, то зіткнення може привести до перебудови атомів і до утворення молекули нової речовини.

Енергія, якою повинні володіти молекули для того, щоб їх зіткнення могло привести до утворення нової речовини, називається енергією активації даної реакції.

З ростом температури число активних молекул зростає. Звідси випливає, що і швидкість хімічної реакції повинна збільшуватися з підвищенням температури.

Дана залежність виражається правилом Вант-Гоффа: При підвищенні температури на кожні 10 ℃ швидкість реакції збільшується в 2-4 рази:


V 2-кінцева швидкість реакції; V 1 початкова швидкість реакції; γ (Δt ℃) /10 температурний коефіцієнт, що показує, у скільки разів збільшитися швидкість, при підвищенні температури на 10 ℃ (ступінь коефіцієнта).

Це цікаво:

Як було сказано вище, для того, щоб зіткнення молекул приносили користь вони повинні мати енергію активації. енергія активації різних реакцій різна. Її величина є тим фактором, за допомогою якого позначається вплив природи реагуючих речовин на швидкість реакції. Для деяких реакцій енергія активації мала, для інших, навпаки, велика.

Якщо енергія активації дуже мала (менше 40 кДж / моль), то це означає, що значна частина зіткнень між частинками реагують речовин призводить до реакції. Швидкість такої реакції велика. Якщо енергія активації реакції дуже велика (більше 120 кДж / моль), то це означає, що лише дуже мала частина зіткнень взаємодіючих частинок призводить до протікання хімічної реакції. Швидкість подібної реакції дуже мала. Якщо енергія активації реакції не дуже мала і не дуже велика (40-120 кДж / моль), то така реакція буде протікати не надто швидко і не дуже повільно. Швидкість такої реакції можна виміряти.

Реакції, що вимагають для свого протікання помітною енергії активації, починаються з розриву або з ослаблення зв'язків між атомами в молекулах вихідних речовин. При цьому речовини переходять в нестійке проміжне стан, що характеризується великим запасом енергії. Цей стан називається активованим комплексом. Саме для його освіти і необхідна енергія активації. Нестійкий активоване комплекс існує дуже короткий час. Він розпадається з утворенням продуктів реакції. У найпростішому випадку активоване комплекс являє собою конфігурацію атомів, в якій ослаблені старі зв'язки. Розглянемо реакцію:


Десь на початку вихідні реагенти, потім- активоване комплекс, потім-продукти реакції.

Дана енергія, необхідну для переходу речовин в активоване комплекс називають енергією Гіббса активації. Вона пов'язана з ентропією і ентальпії активації рівнянням:

Енергію, необхідну для перекладу речовин в стан активованого комплексу називають ентальпії актіваціі- H ≠ .Але так само важлива і ентропія активації, вона залежить від числа і орієнтації молекул в момент зіткнення.


Є сприятливі орієнтації ( «а») і несприятливі ( «б» і «в»).

Енергетичні рівні в реагує системі представлені на схемі нижче. З неї видно, що в взаємодію вступають лише ті молекули, які володіють необхідною енергією Гіббса активації; вища точка стан, коли молекула настільки зближені і спотворені їх структури, що можливе утворення продуктів реакції:


Таким чином, енергія Гіббса актіваціі- енергетичний бар'єр, який відділяє реагенти від продуктів. Витрачена на активацію молекул потім виділяється у вигляді тепла.

Залежність від присутності в системі каталізатора.Каталозі.

Речовини, які не витрачаються в результаті протікання реакції, але впливають на її швидкість, називаються каталізаторами.

Явище зміни швидкості реакції під дією таких речовин називається катализом. Реакції, що протікають під дією каталізаторів, називаються каталітичними.

У більшості випадків дія каталізатора пояснюється тим, що він знижує енергію активації реакції. У присутності каталізатора реакція проходить через інші проміжні стадії, ніж без нього, причому ці стадії енергетично більш доступні. Інакше кажучи, в присутності, каталізатора виникають інші активовані комплекси, причому для їх утворення потрібно менше енергії, ніж для утворення активованих комплексів, що виникають без каталізатора. Таким чином, енергія активації реакції знижується; деякі молекули, енергія яких була недостатня для активних зіткнень, тепер виявляються активними.

Розрізняють гомогенний і гетерогенний каталіз.

У разі гомогенного каталізу каталізатор і реагуючі речовини утворюють одну фазу (газ або розчин).

У разі гетерогенного каталізу каталізатор знаходиться в системі у вигляді самостійної фази. При гетерогенному каталізі реакція протікає на поверхні каталізатора, отже активність каталізатора залежить від величини і властивостей його поверхні. Для того щоб мати більшу ( «розвинену») поверхню, каталізатор повинен володіти пористою структурою або перебувати в сильно роздробленому (високодисперсному) стані. при практичному застосуванні каталізатор зазвичай наносять на носій, який має пористу структуру (пемза, азбест і ін.).

У хімічній промисловості каталізатори застосовуються досить широко. Під впливом каталізаторів реакції можуть прискорюватися в мільйони разів і більше. У деяких випадках під дією каталізаторів можуть порушуватися такі реакції, які без них в даних умовах практично не протікають.

Це цікаво:

Як вже було сказано: зміна швидкості реакції в присутності каталізатора відбувається за рахунок зниження енергії активації її окремих стадій. Розглянемо це більш детально:

(A ... B) -актівірованний комплекс.

Нехай дана реакція має високу енергію активації і протікає з дуже малою швидкістю. Нехай є речовина K (Каталізатор), яке легко вступає у взаємодію з A і утворюючи AK :

(A ... K) -актівірованний комплекс.

AK легко взаємодіє з B, утворюючи AB:

AK + B \u003d (AK ... B) \u003d AB + K

(AK ... B) -актівірованний комплекс.

AK + B \u003d (AK ... B) \u003d AB + K

Підсумовуючи ці рівняння отримуємо:

Все вищеописане зображено на графіку:


Це цікаво:

Іноді роль каталізаторів грають вільні радикали, Завдяки чому реакція протікає по ланцюговому механізму (пояснення нижче). Наприклад реакція:

Але якщо ввести в систему пари води, то утворюються вільні радикали ∙ OH і H ∙.

∙ OH + CO \u003d CO 2 + H ∙

H ∙ + O 2 \u003d ∙ OH + ∙ O

CO + ∙ O \u003d CO 2

Таким чином реакція протікає значно швидше.

Ланцюгова реакція. Ланцюгові реакції протікають за участю активних центрів - атомів, іонів або радикалів (осколків молекул), що володіють неспареними електронами і виявляють, внаслідок цього, дуже високу реакційну активність.

При актах взаємодії активних центрів з молекулами вихідних речовин утворюються молекули продукту реакції, а також нові активні частинки - нові активні центри, здатні до акту взаємодії. Таким чином, активні центри служать творцями ланцюгів послідовних перетворень речовин.

Прикладом ланцюгової реакції може служити реакція синтезу хлороводню:

H 2 (газ)+ Cl 2 (газ) \u003d 2HCl

Ця реакція викликається дією світла. Поглинання кванта променистої енергії λυ молекулою хлору призводить до її порушення. Якщо енергія коливань перевищує енергію зв'язку між атомами, то молекула розпадається:

Cl 2 + λυ \u003d 2Cl ∙

Утворені атоми хлору легко реагують з молекулами водню:

Cl ∙ +H 2 \u003d HCl + H ∙

Атом водню, в свою чергу, легко реагує з молекулою хлору:

H ∙ + Cl 2 \u003d HCl + Cl ∙

Ця послідовність процесів триває далі. Інакше кажучи, один поглинений квант світла призводить до утворення безлічі молекул HCI. Ланцюг може закінчитися при зіткненні частинок з стінками судини, а також при такому зіткненні двох активних частинок і однієї неактивною, в результаті якого активні частинки з'єднуються в молекулу, а енергія, що виділяється несеться неактивній часткою. У подібних випадках відбувається обрив ланцюга:

Cl ∙ + Cl ∙ \u003d Cl 2

Cl ∙ + Cl ∙ + Z \u003d Cl 2 + Z ∙

де Z - третя частка.

Такий механізм ланцюгової до неразветвленной реакції: при кожному елементарному взаємодії один активний центр утворює крім молекули продукту реакції один новий активний центр.

До розгалуженим ланцюговим реакцій відноситься, наприклад, реакція утворення води з простих речовин. Експериментально встановлено і підтверджено розрахунками наступний механізм цієї реакції:

H 2 + O 2 \u003d 2 ∙ OH

∙ OH +H 2 = H 2 O + H ∙

H ∙ + O 2 \u003d ∙ OH + O ∙ ∙

O ∙ ∙ +H 2 \u003d ∙ OH + H ∙

За ланцюговому механізму протікають такі важливі хімічні реакції, як горіння, вибухи, процеси окислення вуглеводнів (отримання спиртів, альдегідів, кетонів, органічних кислот) і реакції полімеризації. Тому теорія ланцюгових реакцій служить науковою основою ряду важливих галузей техніки і хімічної технології.

До ланцюговим процесам ставляться і ядерні ланцюгові реакції, що протікають, наприклад, в атомних реакторах або при вибуху атомної бомби. Тут роль активної частки грає нейтрон, проникнення якого в ядро \u200b\u200bатома може приводити до його розпаду, що супроводжується виділенням великої енергії і утворенням нових вільних нейтронів, які продовжують ланцюг ядерних перетворень.

Це цікаво:

Швидкість реакції в гетерогенних системах. Гетерогенні реакції мають велике значення в техніці.

Розглядаючи гетерогенні реакції, неважко помітити, що вони тісно пов'язані з процесами перенесення речовини. Справді, для того, щоб реакція, наприклад, горіння вугілля могла протікати, необхідно, щоб діоксид вуглецю, що утворюється при цій реакції, весь час віддалявся б від поверхні вугілля, а нові кількості кисню підходили б до неї. Обидва процеси (відведення CO 2 від поверхні вугілля і підведення O 2 до неї) здійснюються шляхом конвекції (переміщення маси газу або рідини) і дифузії.

Таким чином, в ході гетерогенної реакції можна виділити щонайменше три стадії:

1. Підведення реагує речовини до поверхні;

2. Хімічна реакція на поверхні;

3. Відведення продукту реакції від поверхні.

При сталому режимі реакції все три стадії її протікають з рівними швидкостями. При цьому в багатьох випадках енергія активації реакції невелика, і друга стадія (власне хімічна реакція) могла б протікати дуже швидко, якби підведення реагує речовини до поверхні і відведення продукту від неї теж відбувалися б досить швидко. Отже, швидкість таких реакцій визначається швидкістю перенесення речовини. Можна очікувати, що при посиленні конвекції швидкість їх буде зростати. Досвід підтверджує це припущення. Так, реакція горіння вугілля:

C + O 2 \u003d CO 2

хімічна стадія якої вимагає невеликої енергії активації, протікає тим швидше, чим інтенсивніше подається до вугілля кисень (або повітря).

Однак не у всіх випадках швидкість гетерогенної реакції визначається швидкістю перенесення речовини. Визначальною стадією реакцій, енергія активації яких велика, є друга стадія - власне хімічна реакція. Природно, що швидкість протікання таких реакцій не буде зростати при посиленні перемішування. Наприклад, реакція окислення заліза киснем вологого повітря не прискорюється при збільшенні подачі повітря до поверхні металу, оскільки тут енергія активації хімічної стадії процесу досить велика.

Стадія, яка визначає швидкість протікання реакції, називається лімітуючої стадією. У першому прикладі лимитирующей стадією є перенос речовини, у другому - власне хімічна реакція.

Необоротні та оборотні реакції. хімічна рівновага. Зміщення хімічної рівноваги. Принцип Ле Шательє.

Всі хімічні реакції можна розбити на дві групи: необоротні та оборотні реакції. Необоротні реакції протікають до кінця - до повного витрачання одного з реагуючих речовин. Оборотні реакції протікають не до кінця: при оборотної реакції жодне з реагуючих речовин не витрачається повністю. Це відмінність пов'язана з тим, що необоротна реакція може протікати тільки в одному напрямку. Оборотна ж реакція може протікати як в прямому, так і в зворотному напрямках.

Розглянемо два приклади:

1) Взаємодія між цинком і концентрованою азотною кислотою протікає:

Zn + 4HNO 3 → Zn (NO 3) 2 + NO 2 + 2H 2 O

При достатній кількості азотної кислоти реакція закінчаться тільки тоді, коли весь цинк розчиниться. Крім того, якщо спробувати провести цю реакцію в зворотному напрямку - пропускати діоксид азоту через розчин нітрату цинку, то металевого цинку і азотної кислоти не вийде - дана реакція не може протікати в зворотному напрямку. Таким чином, взаємодія цинку з азотною кислотою - необоротна реакція.

2) Синтез аміаку протікає відповідно до рівняння:

3H 2 + N 2 ↔2NH 3

Якщо змішати один моль азоту з трьома молями водню, здійснити в системі умови, що сприяють протіканню реакції, і після закінчення достатнього часу провести аналіз газової суміші, то результати аналізу покажуть, що в системі буде присутній не тільки продукт реакції (аміак), а й вихідні речовини (азот і водень). Якщо тепер в ті ж умови як вихідної речовини маєтку не азото-водневу суміш, а аміак, то можна буде виявити, що частина аміаку розкладеться на азот і водень, причому кінцеве співвідношення між кількостями всіх трьох речовин буде таке ж, як в тому випадку , коли виходили з суміші азоту з воднем. Таким чином, синтез аміаку - оборотна реакція.

У рівняннях оборотних реакцій замість знака рівності можна ставити стрілки; вони символізують протікання реакції як в прямому, так і зворотному напрямках.

В оборотних реакціях одночасно з'являються продукти реакції, і їх концентрація зростає, але внаслідок цього починає йти зворотна реакція, причому її швидкість поступово збільшується. Коли швидкості прямої і зворотної реакцій стають однаковими, настає хімічна рівновага. Так, в останньому прикладі встановлюється рівновага між азотом, воднем і аміаком.

Хімічна рівновага називають динамічною рівновагою. Цим підкреслюється, що при рівновазі протікають і пряма, і зворотна реакції, але їх швидкості однакові, внаслідок чого змін в системі не помітно.

Кількісною характеристикою хімічного рівноваги служить величина, яка називається константою хімічної рівноваги. Розглянемо її на прикладі реакції:

Система знаходиться в стані рівноваги:


отже:


Константа рівноваги цієї реакції.


При постійній температурі константа рівноваги оборотної реакції являє собою постійну величину, яка показує те співвідношення між концентраціями продуктів реакції (чисельник) і вихідних речовин (знаменник), яке встановлюється при рівновазі.

Рівняння константи рівноваги показує, що в умовах рівноваги концентрації всіх речовин, що беруть участь в реакції, пов'язані між собою. Зміна концентрації будь-якого з цих речовин тягне за собою зміни концентрацій всіх інших речовин; в результаті встановлюються нові концентрації, але співвідношення між ними знову відповідає константі рівноваги.

Для вираження константи рівноваги гетерогенних реакцій, так само як і в вираз закону дії мас входять концентрації тільки тих речовин, які знаходяться в газовій фазі. Наприклад, для реакції:

константа рівноваги має вигляд:


Величина константи рівноваги залежить від природи реагуючих речовин і від температури. Від присутності каталізаторів вона не залежить. Як уже сказано, константа рівноваги дорівнює відношенню констант швидкості прямої і зворотної реакції. Оскільки каталізатор змінює енергію активації і прямий, і зворотної реакцій на одну і ту ж величину, то на ставлення констант їх швидкості він не впливає. Тому каталізатор не впливає на величину константи рівноваги і, отже, не може ні збільшити, ні зменшити вихід реакції. Він може лише прискорити або уповільнити настання рівноваги. Це видно на графіку:


Зміщення хімічної рівноваги. Принцип Ле Шательє. Якщо система знаходиться в стані рівноваги, то вона буде перебувати в ньому до тих пір, поки зовнішні умови зберігаються постійними. Якщо ж умови зміняться, то система вийде з рівноваги - швидкості прямого і зворотного процесів зміняться неоднаково - буде протікати реакція. Найбільше значення мають випадки порушення рівноваги внаслідок зміни концентрації будь-якого з речовин, що беруть участь в рівновазі, тиску або температури.

Принцип Ле Шательє:

Якщо на систему, що знаходиться в рівновазі, надати до дещо який вплив, то в результаті протікають в ній процесів рівновагу зміститься в такому напрямку, що вчинила вплив зменшиться.

Дійсно, при введенні в систему одного з речовин ( впливає збільшення / зменшення концентрації тільки газоподібної речовини), Що беруть участь в реакції, рівновага зміщується в бік витрати цієї речовини. При підвищенні тиску воно зміщується так, що тиск в системі знижується; при підвищенні температури рівновага зміщується в бік ендотермічної реакції - температура в системі падає (більш докладно нижче).

Принцип Ле Шательє поширюється не тільки на хімічні, а й на різні фізико-хімічні рівноваги. Зсув рівноваги при зміні умов таких процесів, як кипіння, кристалізація, розчинення, відбувається відповідно до принципу Ле Шательє.

1. Порушення рівноваги внаслідок зміни концентрації будь-якого з речовин, що беруть участь в реакції.

Нехай водень, йодоводород і пари йоду знаходяться в рівновазі один з одним за певних температурі і тиску. Введемо в систему додатково деяка кількість водню. Відповідно до закону дії мас, збільшення концентрації водню спричинить за собою збільшення швидкості прямої реакції - реакції синтезу HI, тоді як швидкість зворотної реакції не зміниться. У прямому напрямку реакція буде тепер протікати швидше, ніж в зворотному. В результаті цього концентрації водню і парів йоду будуть зменшуватися, що спричинить за собою уповільнення прямої реакції, а концентрація HI буде зростати, що викличе прискорення зворотної реакції. Через деякий час швидкості прямої і зворотної реакцій знову сравняются- встановиться нова рівновага. Але при цьому концентрація HI буде тепер вище, ніж вона була до додавання H 2, а концентрація H 2 - нижче.

Процес зміни концентрацій, викликаний порушенням рівноваги, називається зміщенням або зрушенням рівноваги.

Якщо при цьому відбувається збільшення концентрацій речовин, що стоять в правій частині рівняння, то кажуть, що рівновага зміщується вправо, т. Е. В напрямку течії прямої реакції; при зворотному зміні концентрацій говорять про зміщення рівноваги вліво - в напрямку зворотної реакції. У розглянутому прикладі рівновага змістилася вправо. При цьому речовина (H 2), збільшення концентрації якого викликало порушення рівноваги, вступило в реакцію - його концентрація знизилася.

Таким чином, при збільшенні концентрації будь-якого з речовин, що беруть участь в рівновазі, рівновага зміщується в бік витрати цієї речовини; при зменшенні концентрації будь-якого з речовин рівновага зміщується в бік утворення цієї речовини.

2. Порушення рівноваги внаслідок зміни тиску (шляхом зменшення або збільшення обсягу системи).

Коли в реакції беруть участь гази, рівновага може порушитися при зміні обсягу системи. При збільшенні тиску шляхом стиснення системи рівновагу зсувається в бік зменшення обсягу газів, т. Е. У бік пониження тиску, при зменшенні тиску рівновагу зсувається в бік зростання обсягу, т. Е. У бік збільшення тиску:

3H 2 + N 2 ↔2NH 3

При збільшенні тиску реакція зміститися в бік утворення аміаку; при зменшенні тиск-в сторону реагентів.

3. Порушення рівноваги внаслідок зміни температури.

Рівновага переважної більшості хімічних реакцій зсувається при зміні температури. Фактором, який визначає напрямок зсуву рівноваги, є при цьому знак теплового ефекту реакції. Можна показати, що при підвищенні температури рівновага зміщується в напрямку ендотермічної, а при зниженні - в напрямку екзотермічної реакції:

Значить, при підвищенні температури збільшитися вихід йодоводорода, при поніженіі- рівновагу зміститися в сторону реагентів.

Фізичні методи стимулювання хімічних перетворень.

На реакційну здатність речовин впливає: світло, іонізуюче випромінювання, тиск, механічна дія, радіоліз, фотоліз, лазерна фотохімія і т.д. Суть їх полягає в створенні різними способами сверхравновесних концентрацій збуджених або заряджених частинок і радикалів, реакції яких з іншими частинками і призводять до тих чи інших хімічних перетворень.

Розмір: px

Починати показ зі сторінки:

транскрипт

1 Швидкість реакції, її залежність від різних факторів 1. Для збільшення швидкості реакції необхідно підвищити тиск додати оксид вуглецю (1v) охолоджувати систему видаляти оксид вуглецю (1v) 2. Швидкість реакції азоту з воднем не залежить від температури тиску каталізатора кількості продукту реакції 3. швидкість реакції вуглецю з киснем не залежить від температури загального тиску ступеня ізмельчѐнності вуглецю кількості продукту реакції 4. Для зниження швидкості реакції Н 2 + Сl 2 \u003d 2НСl + Q необхідно знизити температуру підвищити тиск знизити концентрацію хлороводню підвищити концентрацію водню 5. Для збільшення швидкості реакції ДТ 2 + N 2 \u003d 2NH 3 + Q необхідно охолоджувати систему знизити тиск видаляти аміак додавати водень 6. Швидкість реакції азоту з воднем визначається як

2 7. Швидкість реакції чадного газу з киснем визначається як 8. З найбільшою швидкістю при кімнатній температурі взаємодіють цинк (гранули) і кисень цинк (гранули) і соляна кислота цинк (порошок) і кисень цинк (порошок) і соляна кислота 9. З найбільшою швидкістю при кімнатній температурі взаємодіють цинк і кисень соляна кислота і розчин карбонату натрію натрієва луг і алюміній оксид кальцію і вода 10. Швидкість реакції азоту з воднем збільшиться при пропущенні суміші над нагрітим залізом додаванні аміаку охолодженні суміші збільшенні об'ѐма реакційного судини 11. Швидкість реакції оксиду вуглецю (ii) з киснем зменшиться при нагріванні пропущенні газів над нагрітою платиною додаванні вуглекислого газу збільшенні об'ѐма реакційного судини 12. Швидкість реакції збільшиться при додаванні кисню оксиду міді (ii)

3 аміаку азоту 13. Швидкість реакції збільшиться при додаванні водню води оксиду азоту (ii) аміаку 14. Швидкість реакції між цинком і соляною кислотою зменшується при подрібненні цинку при додаванні HCl при нагріванні з плином часу 15. Швидкість реакції між цинком і соляною кислотою збільшується при подрібненні цинку при охолодженні розчину при розведенні розчину з плином часу 16. В реакції швидкість розкладання дорівнює 0,016 моль / (л хв). Чому дорівнює швидкість освіти (в моль / (л хв))? 0,008 0,016 0,032 0, В реакції швидкість утворення дорівнює 0,012 моль / (л хв). Чому дорівнює швидкість розкладання (в моль / (л хв))? 0,006 0,012

4 0,024 0, Швидкість елементарної реакції залежить від концентрацій наступним чином: 19. Швидкість елементарної реакції залежить від концентрацій наступним чином: 20. З найбільшою швидкістю при кімнатній температурі взаємодіють і та і та 21. З найбільшою швидкістю з водою при кімнатній температурі реагує 22. з найбільшою швидкістю при кімнатній температурі відбувається взаємодія магнію з водою цинку з розведеною оцтовою кислотою розчину нітрату срібла з соляною кислотою міді з киснем

5 23. Швидкість реакції розкладання на прості речовини збільшується при додаванні підвищенні тиску охолодженні збільшенні об'ѐма реакційного судини 24. Швидкість реакції крекінгу октану в газовій фазі збільшується при охолодженні додаванні підвищенні тиску збільшенні об'ѐма реакційного судини 25. Для збільшення швидкості хімічної реакції необхідно збільшити температуру додати иодоводорода зменшити тиск збільшити обсяг реакційної посудини 26. Яке твердження щодо каталізаторів невірно? Каталізатори беруть участь в хімічній реакції каталізатори зміщують хімічна рівновага Каталізатори змінюють швидкість реакції каталізатори прискорюють як пряму, так і зворотну реакцію 27. Від збільшення площі поверхні зіткнення реагентів не залежить швидкість реакції між фосфором і киснем киснем і оксидом азоту (II) сірої і воднем магнієм і азотною кислотою 28. На швидкість хімічної реакції не впливає зміна концентрації аміаку

6 тиску концентрації водню температури 29. З найменшою швидкістю відбувається реакція між воднем і фтором бромом йодом хлором 30. Для збільшення швидкості хімічної реакції необхідно збільшити концентрацію іонів заліза подрібнити залізо зменшити температуру зменшити концентрацію кислоти 31. З найбільшою швидкістю водень реагує з бромом йодом фтором хлором 32. при кімнатній температурі водень найбільш активно реагує з сіркою азотом хлором бромом 33. Швидкість реакції між залізом і розчином соляної кислоти буде зменшуватися при підвищенні температури розведенні кислоти збільшенні концентрації кислоти роздрібненні заліза 34. Для збільшення швидкості реакції гідролізу етилацетату необхідно додати оцтову кислоту додати етанол нагріти розчин збільшити тиск 35. з найбільшою швидкістю при звичайних умовах відбувається взаємодія води з

7 оксидом кальцію залізом оксидом кремнію (IV) алюмінієм 36. Швидкість реакції збільшується при підвищенні концентрації зниженні температури підвищенні тиску підвищенні температури 37. Збільшення концентрації азоту збільшує швидкість реакції 38. Швидкість реакції цинку з соляною кислотою не залежить від концентрації кислоти температури тиску площі поверхні зіткнення реагентів 39. З найменшою швидкістю при кімнатній температурі протікає взаємодія між 40. Швидкість хімічної реакції збільшиться при додаванні фосфору збільшенні концентрації кисню збільшенні концентрації оксиду фосфору (V) зменшенні об'ѐма взятого кисню 41. Збільшенню швидкості реакції cпособствует: підвищення тиску охолодження реакційної суміші

8 додавання сірки підвищення температури 42. C найбільшою швидкістю протікає реакція між 43. З найбільшою швидкістю при кімнатній температурі протікає реакція 44. Для збільшення швидкості хімічної реакції необхідно збільшити кількість хрому збільшити концентрацію іонів водню зменшити температуру збільшити концентрацію водню найбільшою швидкістю бромоводородной кислота взаємодіє з оксидом заліза (III) металевим цинком металевих нікелем розчином гідроксиду барію 46. швидкість хімічної реакції не залежить від концентрації соляної кислоти температури концентрації водню ступеня подрібнення магнію 47. від збільшення площі поверхні зіткнення реагентів не залежить швидкість реакції між сіркою і залізом кремнієм і киснем воднем і киснем цинком і соляною кислотою

9 48. З найбільшою швидкістю гідроксид натрію взаємодіє з металевим цинком сульфатом міді (II) азотною кислотою сульфідом заліза (II) 49. Швидкість хімічної реакції залежить від кількості взятого фосфору температури концентрації оксиду фосфору (V) об'ѐма взятого кисню 50. З найбільшою швидкістю при кімнатній температурі протікає реакція 51. C найбільшою швидкістю при кімнатній температурі протікає реакція 52. Збільшенню швидкості реакції сприяє: зниження тиску зменшення концентрації охолодження системи підвищення температури 53. Швидкість реакції між цинком і розчином соляної кислоти зменшиться якщо нагріти реакційну суміш розбавити кислоту

10 пропустити через реакційну суміш хлороводород використовувати цинковий порошок 54. При кімнатній температурі з максимальною швидкістю з водою реагує калій кальцій магній алюміній 55. Для збільшення швидкості реакції гідролізу 1-бромпропана необхідно додати кислоту знизити концентрацію 1-бромпропана підвищити температуру підвищити концентрацію пропанола 56. Швидкість реакції між магнієм і розчином мідного купоросу не залежить від концентрації солі температури об'ѐма реакційного судини площі поверхні зіткнення реагентів 57. з найбільшою швидкістю соляна кислота взаємодіє з металевим цинком розчином гідроксиду натрію металевим залізом твѐрдим карбонатом заліза (II)


Завдання А20 з хімії 1. Швидкість реакції азоту з воднем знизиться при 1) зменшенні температури 2) збільшенні концентрації азоту 3) використання каталізатора 4) збільшенні тиску Фактори що впливають

1. Із запропонованого переліку речовин виберіть два речовини, з кожним з яких залізо реагує без нагрівання. хлорид цинку сульфат міді (ii) концентрована азотна кислота розбавлена \u200b\u200bсоляна кислота

Тест: "Швидкість хімічної реакції". Тестований: Дата: Завдання 1 Формула для знаходження швидкості гомогенної реакції 1) 2) 3) 4) Завдання 2 Математичне вираз правило Вант - Гоффа 1) 2) 3) 4) Завдання

Завдання 5. Прості і складні речовини. Неорганічні речовини 1. Речовини, формули яких і є відповідно амфотерним гідроксидом і кислотою амфотерним гідроксидом і сіллю підставою і кислотою

Хімічні властивості підстав і кислот 1. У реакцію з розчином гідроксиду калію вступає 2. Розчин сірчаної кислоти реагує з розчином 3. Розчин сірчаної кислоти не реагує 4. Гідроксид міді (ii) реагує

Завдання А8 з хімії 1. Цинк взаємодіє з розчином Метали реагують з розчинами солей менш активних металів. Mg, Na, Ca більш активні метали ніж цинк, тому реакція цих солями неможлива.

1. Із запропонованого переліку виберіть два оксиду, які реагують з розчином соляної кислоти, але не реагують з розчином гідроксиду натрію. CO SO 3 CuO MgO ZnO 2. Із запропонованого переліку виберіть два

"Оборотні і необоротні хімічні реакції. Хімічна рівновага. Зміщення хімічної рівноваги під дією різних факторів.". Тестований: Дата: Завдання 1 Коефіцієнт перед формулою води, що утворилася

Збірник завдань з хімії для 9 медичного класу укладач Громченко І.А. Москва Центр освіти 109 2012 Масова частка розчиненої речовини. 1. В 250г розчину міститься 50г хлориду натрію. Визначте

2016 1. В 250 мл води розчинили 4,2 г літію, потім додали 200 г 20% -ного розчину сульфату міді (ii). Визначте масову частку солі в отриманому У відповіді запишіть рівняння реакцій, які вказані в

Банк завдань 11 клас хімія 1. Електронна конфігурація відповідає іону: 2. Однакову кофігурація мають частки і та і та 3. Подібну конфігурацію зовнішнього енергетичного рівня мають атоми магнію і

1. Осад не утворюється при взаємодії водних розчинів і та і 2. Осад не утворюється при взаємодії водних розчинів і та і 3. Вода утворюється в реакції іонного обміну при взаємодії і та і

Завдання 9. Хімічні властивості простих речовин: металів і неметалів 1. Залізо реагує з хлоридом кальцію бромом оксидом натрію гідроксидом натрію 2. Хлор ре а гу ру ет з азот ної кислотою суль фа тому

Банк завдань хімія 9 клас 1. Елемент має три електрона на 2-му енергетичному рівні. Порядковий номер елемента 3 5 7 13 РОЗДІЛ 2. Скільки електронів знаходиться на зовнішньому рівні елемента з порядковим номером

За дан ня для підготовки 1. При спалюванні сульфіду заліза (II) в кисні виділилося 28 л сірчистого газу (в перерахунку на нормальні умови). Обчисліть масу вихідної сполуки заліза в грамах. відповідь

Реакції, що підтверджують взаємозв'язок різних класів неорганічних речовин. 1. Натрій сплавили з сіркою. Утворене з'єднання обробили соляною кислотою, що виділився газ без остачі прореагував з

Теоретичні основи ХІМІЇ 1. електронну конфігурацію інертного газу має іон 1) Fe 3+ 2) Fe 2+ 3) Co 2+ 4) Ca 2+ 2. Електронну конфігурацію інертного газу має іон 1) O 2-2) S 2+ 3) Si 2+ 4) Br +

Вірне рішення завдання 31 повинно містити рівняння чотирьох За вірну запис кожного рівняння реакції можна отримати 1 бал. Максимально за виконання цього завдання можна отримати 4 бали. кожне вірне

Шифр Частина 1 Частина 2 С1 С2 С3 С4 С5 С6 Σ Підсумковий бал Підсумковий бал (з 100 балів) (з 10 балів) Вступна робота для вступників до 10 ФГ і ХБ класи Рішення (правильні відповіді виділено жирним шрифтом) _

1. Який з перерахованих елементів є найбільш типовим неметаллом? 1) Кисень 2) Сірка 3) Селен 4) Телур 2. Який з перерахованих елементів має найбільшу електронегативність? 1) Натрій

17. Закономірності хімічних процесів. Поняття про швидкість хімічної реакції. Фактори, що впливають на зміну швидкості хімічної реакції Швидкість хімічної реакції є відношення зміни концентрації

Варіант 1743654 1. Визначте, атоми яких двох з вказаних елементів мають в основному стані один неспарених електронів. 2. Запишіть у поле відповіді номери обраних елементів. Виберіть три елементи,

Завдання В5 по хімії 1. Установіть відповідність між назвою оксиду і формулами речовин, з якими він може взаємодіяти. НАЗВА ОКСИДУ А) оксид калію оксид вуглецю (ii) У) оксид хрому (iii) оксид

Завдання А19 з хімії 1. Взаємодія оксиду натрію з водою відноситься до реакцій 1) з'єднання, незворотнім 2) обміну, оборотним 3) з'єднання, оборотним 4) обміну, незворотнім Оксид натрію - основний

Завдання А9 по хімії 1. Який оксид реагує з розчином, але не реагує з розчином? MgO Основний оксид, т. К. Mg метал зі ступенем окислення +2. Основні оксиди реагують з кислотами, кислотними оксидами,

1. Чому дорівнює заряд ядра атома вуглецю? 1) 0 2) +6 3) +12 4) -1 2. Що спільного в атомах 12 6С і 11 6С? 1) Масове число 2) Число протонів 3) Число нейтронів 4) радіоактивні властивості Вхідні тести з

1. Який вид хімічного зв'язку в оксиді барію? ковалентная неполярная металева ковалентная полярна іонна 2. Який вид хімічного зв'язку в оксиді хлору (vii)? ковалентная полярна іонна ковалентная

ЕКЗАМЕНАЦІЙНИЙ ТЕСТ З ХІМІЇ (екстернат 9 КЛАС) 1. Хімічна реакція, що протікає з утворенням осаду а) h 2 SO 4 + BaCl 2 б) HNO 3 + KOH в) HCl + CO 2 г) HCl + Ag 2. З якими з речовин а) карбонат

Завдання на літо з хімії: 1. Яке хімічне кількість речовини СО 2 містить стільки ж атомів кисню, скільки їх міститься в 160г речовини SO 3? 2. Яке хімічне кількість речовини СН 4 містить

Завдання 3. Будова молекул. Хімічна зв'язок 1. Який вид хімічного зв'язку в оксиді барію? ковалентная неполярная металева ковалентная полярна іонна 2. Який вид хімічного зв'язку в оксиді хлору (vii)?

Завдання 11. Хімічні властивості підстав. Хімічні властивості кислот 1. У реакцію з розчином гідроксиду калію вступає 2. Розчин сірчаної кислоти реагує з розчином 3. Розчин сірчаної кислоти не реагує

1. Із запропонованого переліку виберіть два з'єднання, в яких присутня іонна хімічний зв'язок. 2. Водневий зв'язок утворюється між молекулами водню метанолу толуолу формальдегіду метанової кислоти

Федеральне агентство з рибальства Федеральне державне бюджетне освітній заклад вищого професійної освіти «Астраханський державний технічний університет»Розробка

Варіант 5 частина 1 При виконанні завдань цієї частини в бланку відповідей М I під номером виконуваного вами завдання (А1 - A30) поставте знак «x» в клітинку, номер якої відповідає номеру обраного вами

Завдання А11 з хімії 1. Сульфид заліза (ii) реагує з розчином кожного з двох речовин: Сульфід заліза (II) -це нерозчинна сіль, тому вона не буде реагувати з іншими солями, а реагуватиме

Хімічна реакція. Умови та ознаки протікання хімічних реакцій. Хімічні рівняння 1. Яке рівняння відповідає реакції розкладання? 2. Яке рівняння відповідає реакції обміну? 3. Яке

1. Основні властивості проявляє зовнішній оксид елемента: 1) сірки 2) азоту 3) барію 4) вуглецю 2. Яка з формул відповідає виразу ступеня дисоціації електролітів: 1) α \u003d n \\ n 2) V m \u003d V \\ n 3) n \u003d

1. Чому дорівнює заряд ядра атома кисню? 1) 2 2) +6 3) +7 4) +8 2. Що спільного в атомах 1 1Н, 2 1Н, 3 1Н? 1) Масове число 2) Число протонів 3) Число нейтронів 4) Радіоактивні властивості Вхідні тести

Завдання А25 з хімії 1. Окислювальні властивості сірчана кислота проявляє в реакції, схема якої: Окислювачі приймають електрони і знижують ступінь окислення. Сірчана кислота може проявляти окислювальні

Хімія 11 клас. демонстраційний варіант 3 (45 хвилин) 3 Діагностична тематична робота 3 з підготовки до ЄДІ з хімії за темами «Будова речовин: будова атома, хімічний зв'язок, кристалічні

4. Завдання на знаходження маси (обсягу, кількості речовини), масової (об'ємної) частки продукту реакції і масової частки (маси) хімічної сполуки в суміші. Рішення завдання слід починати з аналізу

Тест 1 Періодичний закон і періодична система хімічних елементів. Будова атома. 1. Чим відрізняються атоми ізотопів одного елемента? 1) числом протонів; 2) числом нейтронів; 3) числом електронів;

Завдання С2 по хімії 1. Дано речовини: фосфор, хлор, водні розчини сірчаної кислоти і гідроксиду калію. 1. 2. 3. 4. 2. Дано: бромоводородной кислота, перманганат натрію, гідроксид натрію і бром. записані

9 клас 1. При дисоціації 1 міль будь речовин утворюється найбільша кількість (В молях) іонів? 1. Сульфат натрію 2. Хлорид заліза (III) 3. Фосфат натрію 4. Нітрат кобальту (II) 2. Вкажіть з'єднання,

Демонстраційний варіант перевірочних матеріалів для проміжної атестації навчаються 9 класів (у формі сімейного освіти і самоосвіти) по ХІМІЇ 4 5 В 4 періоді головної підгрупи V (А) групи

ЗАВДАННЯ ЗАОЧНОГО ТУРУ ОЛІМПІАДИ «ЮНІ ТАЛАНТИ. ХІМІЯ »2009/2010 НАВЧАЛЬНОГО РОКУ Відповідати на завдання необхідно в файлі відповідей! У завданнях 1-20 необхідно вибрати один або кілька правильних варіантів

Демонстраційний варіант проміжної атестації з хімії 11 клас 2017-2018 навчальний рік 1. Завдання Визначте, атоми яких двох з вказаних в ряду елементів мають на зовнішньому енергетичному рівні один

Завдання 1. Дано розташування електронів на 3-му і 4-му електронних рівнях атома заліза: Якому з електронів, позначених латинськими літерами, відповідають наведені нижче квантові числа? n \u003d 3; l \u003d

Рішення розрахункових завдань 1. При зливанні 160 г розчину нітрату барію з масовою часткою 10% і 50 г розчину хромату калію з масовою часткою 11% випав осад. Розрахуйте масову частку нітрату калію в нинішньому

1. Яке рівняння відповідає реакції розкладання? 2. Яке рівняння відповідає реакції обміну? 3. Яке рівняння відповідає реакції заміщення? 4. У реакцію розкладання, що супроводжується зміною

ХІМІЯ Варіант 0000 Інструкція для абітурієнтів Для виконання екзаменаційної роботи відводиться 3 години (180 хвилин). Робота складається з 2 частин, що включають 40 завдань. Якщо завдання не вдається виконати відразу,

Розрахункові завдання в неорганічної хімії 1. Масова частка металу в оксиді складу характеризують метал: дорівнює 71,4%. Виберіть твердження, а) НЕ відновлюється воднем з оксиду б) використовується

ФІПІ пробний ОГЕ 2018 з хімії тренувальний варіант 1 Підготувала Мустафіна Катерина Андріївна 1 На наведеному малюнку зображена модель атома 1) бору 2) алюмінію 3) азоту 4) берилію 2 Атомний радіус

Оціночні матеріали для елективного курсу «Рішення задач підвищеної складності»Для 0 класів Номер завдання Вхідний контроль Кодифікатор елементів змісту і вимог до рівня підготовки випускників

Квитки для переказного іспиту з хімії в 8 класі Квиток 1 1. Предмет хімії. Речовини. Речовини прості і складні. Властивості речовин. 2. Кислоти. Їх класифікація і властивості. Квиток 2 1. Перетворення речовин.

Завдання А21 з хімії 1. Хімічна рівновага в системі зміститься в бік продуктів реакції при 1) підвищенні тиску 2) підвищення температури 3) зниженні тиску 4) використанні каталізатора Принцип

Хімія 9 клас. Демонстраційний варіант 5 (90 хвилин) 1 Діагностична тематична робота 5 з підготовки до ОГЕ по ХІМІЇ за темами «Неметали IVA VIIA груп періодичної системи хімічних елементів Д.І.

Реакції іонного обміну: за дан ня для підготовки 1. У пробірку з розчином солі Х додали кілька крапель розчину речовини Y. У результаті реакції спостерігали виділення осаду. Із запропонованого переліку

Будова атома і періодичний закон Д. І. Менделєєва 1. Заряд ядра атома хімічного елемента, розташованого в 3-му періоді, IIA групі дорівнює 1) +12 2) +2 3) +10 4) +8 2. Чому дорівнює заряд ядра атома (+ Z) ,

Завдання з хімії для вступників до 10-й клас 31.03.2018 Варіант1 1. Як здійснити наступні перетворення: хлор - хлороводень - хлорид рубідію - хлор? Напишіть рівняння реакцій 2. Суміш кисню і

Специфікація підсумкової роботи для проведення проміжної атестації учнів 11 класу з хімії 1. Призначення роботи Робота призначена для проведення процедури підсумкового контролю індивідуальних

Варіант 1 Частина А А 1.Заряд ядра атома фосфору дорівнює 1) +5; 2) +15; 3) +16; 4) +3 А 2. У ряду Mg-AI-Si властивості змінюються 1) від металевих до неметалічних 3) від кислотних до основних 2) від основних до

Завдання 10. Хімічні властивості оксидів 1. Оксид сірки (vi) ре а гу ру ет з ніт ра тому натрію хлором ок си будинок алюмінію ок си будинок кремнію 2. Оксид сірки (iv) ре а гу ру ет з сульфідом міді (ii) вуглецем киснем

Залізо 1. 7. Чи вірні наступні судження про властивості оксидів заліза і алюмінію? А. І алюміній, і залізо утворюють стійкі оксиди в ступені окислення +3. Б. Оксид заліза (III) є амфотерним. 2.

муніципальне автономне загальноосвітній заклад основна загальноосвітня школа села Зарубіна Квитки по хімії Учитель хімії Сомова Н.Х. 2012 р Екзаменаційні білети з хімії Теоретична

1. Вимоги ЩОДО РІВНЯ ПІДГОТОВКИ ВИПУСКНИКІВ У результаті вивчення хімії учень повинен: знати / розуміти: - хімічну символіку: знаки хімічних елементів, формули хімічних речовин і рівняння хімічних

4.1.3 Завдання 11 класу 1. Однією з важливих характеристик ковалентного зв'язку є її довжина. Для якого з перерахованих з'єднань довжина зв'язку мінімальна? 1. HF 2. HCl 3. HBr 4. HI 2. Велика кількість

ХІМІЯ, 11 клас Варіант 1, Лютий 2014 Крайова діагностічеcкая paбoта по ХІМІЇ ВАРІАНТ 1 Частина А При виконанні завдань А1 А9 в бланку відповідей 1 під номером виконуваного завдання поставте знак «х» в клітинку,

ХІМІЯ, 11 клас Варіант 1, Лютий 2014 Крайова діагностична АДВОКАТУРИ по ХІМІЇ ВАРІАНТ 1 Частина А При виконанні завдань А1 А9 в бланку відповідей 1 під номером виконуваного завдання поставте знак «х» в клітинку,

завдання №1

Призводять до зменшення швидкості реакції етилену з воднем.

1) зниження температури

3) використання каталізатора

Відповідь: 14

пояснення:

1) зниження температури

Зниження температури знижує швидкість будь-якої реакції, як екзотермічної, так і ендотермічної.

2) збільшення концентрації етилену

Збільшення концентрації реагентів завжди збільшує швидкість реакції

3) використання каталізатора

Всі реакції гідрування органічних сполук є каталітичними, тобто істотно прискорюються в присутності каталізаторів.

4) зменшення концентрації водню

Зменшення концентрації вихідних реагентів завжди знижує швидкість реакції

5) підвищення тиску в системі

Підвищення тиску, коли хоча б один з реагентів є газом, збільшує швидкість реакції, тому що фактично це те ж саме, що збільшення концентрації цього реагенту.

завдання №2

Метанолу з пропионовой кислотою.

1) підвищення температури

2) зниження тиску

3) зниження температури

Запишіть в Поле "ВІДПОВІДЬ" номери обраних типів реакцій.

Відповідь: 14

пояснення:

1) підвищення температури

При підвищенні температури швидкість будь-якої реакції збільшується (як екзотермічної, так і ендотермічної)

2) зниження тиску

Ніяк не впливає на швидкість реакції, тому що вихідні реагенти - метанол і пропіонова кислота, є рідинами, а тиск впливає на швидкість тільки тих реакцій, в яких хоча б один реагент є газом

3) зниження температури

Зниження температури знижує швидкість будь-якої реакції (як екзотермічної, так і ендотермічної).

4) використання сильної неорганічної кислоти як каталізатор

Взаємодія спиртів з карбоновими кислотами (реакція етерифікації) прискорюється в присутності сильних мінеральних (неорганічних) кислот

5) опромінення ультрафіолетовим світлом

Реакція етерифікації протікає по іонному механізму, а ультрафіолетове світло впливає лише на деякі реакції, що протікають по свободнорадикальному механізму, наприклад, хлорування метану.

завдання №3

Швидкість прямої реакції

N 2 + 3H 2 ↔ 2NH 3 + Q

зростає при:

1) збільшення концентрації азоту

2) зменшення концентрації азоту

3) збільшення концентрації аміаку

4) зменшення концентрації аміаку

5) підвищення температури

Запишіть в Поле "ВІДПОВІДЬ" номери обраних типів реакцій.

Відповідь: 15

завдання №4

Із запропонованого переліку зовнішніх впливів виберіть два впливу, від яких не залежить швидкість реакції

2C (тв) + CO 2 (г) → 2CO (г)

1) ступінь подрібнення вугілля

2) температура

3) кількість вугілля

4) концентрація CO

5) концентрація CO 2

Запишіть в Поле "ВІДПОВІДЬ" номери обраних типів реакцій.

Відповідь: 34

завдання №5

Із запропонованого переліку зовнішніх впливів виберіть два впливу, при яких швидкість реакції

2CaO (тв) + 3С (тв) → 2CaC 2 (тв) + CO 2 (г)

зростає.

1) підвищення концентрації CO 2

2) зниження температури

3) підвищення тиску

4) підвищення температури

5) ступінь подрібнення CaO

Запишіть в Поле "ВІДПОВІДЬ" номери обраних типів реакцій.

Відповідь: 45

завдання №6

Із запропонованого переліку зовнішніх впливів виберіть два впливу, які не роблять впливу на швидкість реакції

HCOOCH 3 (ж) + H 2 O (ж) → HCOOH (ж) + CH 3 OH (ж).

1) зміна концентрації HCOOCH 3

2) використання каталізатора

3) підвищення тиску

4) підвищення температури

5) зміна концентрації HCOOH

Запишіть в Поле "ВІДПОВІДЬ" номери обраних типів реакцій.

Відповідь: 35

завдання №7

Із запропонованого переліку зовнішніх впливів виберіть два впливу, які призводять до збільшення швидкості реакції

S (тв) + O 2 (г) → SO 2 (г).

1) збільшення концентрації сірчистого газу

2) підвищення температури

3) зменшення концентрації кисню

4) зниження температури

5) збільшення концентрації кисню

Запишіть в Поле "ВІДПОВІДЬ" номери обраних типів реакцій.

Відповідь: 25

завдання №8

Із запропонованого переліку зовнішніх впливів виберіть два впливу, які не впливають на швидкість реакції

Na 2 SO 3 (р-р) + 3HCl (р-р) → 2NaCl (р-р) + SO 2 + H 2 O.

1) зміна концентрації соляної кислоти

2) зміна тиску

3) зміна температури

4) зміна концентрації сульфіту натрію

5) зміна концентрації хлориду натрію

Запишіть в Поле "ВІДПОВІДЬ" номери обраних типів реакцій.

Відповідь: 25

завдання №9

Із запропонованого переліку речовин виберіть по дві пари, реакція між якими протікає з найбільшою швидкістю при кімнатній температурі.

1) цинк і сірка

2) розчини карбонату натрію і хлориду калію

3) калій і розбавлена \u200b\u200bсірчана кислота

4) магній і соляна кислота

5) мідь і кисень

Запишіть в Поле "ВІДПОВІДЬ" номери обраних типів реакцій.

Відповідь: 34

завдання №10

Із запропонованого переліку зовнішніх впливів виберіть два впливу, які призводять до збільшення швидкості реакції

CH 4 (г) + 2O 2 (г) → CO 2 (г) + H 2 O (г).

1) збільшення концентрації кисню

2) зниження температури

3) збільшення концентрації вуглекислого газу

4) збільшення концентрації метану

5) зниження тиску

Запишіть в Поле "ВІДПОВІДЬ" номери обраних типів реакцій.

Відповідь: 14

завдання №11

Із запропонованого переліку зовнішніх впливів виберіть два впливу, які призводять до збільшення швидкості реакції

2AgNO 3 (тв) → 2Ag (тв) + O 2 (г) + 2NO 2 (г).

1) зниження тиску в системі

2) підвищення тиску в системі

3) підвищення температури

4) ступінь подрібнення срібла

5) ступінь подрібнення нітрату срібла

Запишіть в Поле "ВІДПОВІДЬ" номери обраних типів реакцій.

Відповідь: 35

завдання №12

Із запропонованого переліку речовин виберіть по дві пари, реакція між якими протікає з найменшою швидкістю при кімнатній температурі.

1) сульфат міді (р-р) і гідроксид натрію (р-р)

2) натрій і вода

3) магній і вода

4) кисень і цинк

5) сірчана кислота (р-р) і карбонат калію (р-р)

Запишіть в Поле "ВІДПОВІДЬ" номери обраних типів реакцій.

Відповідь: 34

завдання №15

Із запропонованого переліку зовнішніх впливів виберіть два впливу, які призводять до збільшення швидкості реакції

Fe (тв) + 2H + → Fe 2+ + H 2 (г).

1) збільшення концентрації іонів заліза

2) подрібнення металевого заліза

3) додавання декількох шматочків заліза

4) збільшення концентрації кислоти

5) зменшення температури

Запишіть в Поле "ВІДПОВІДЬ" номери обраних типів реакцій.

Відповідь: 24

завдання №16

Із запропонованого переліку речовин виберіть по дві пари, швидкість реакції між якими не залежить від збільшення площі поверхні зіткнення реагентів.

1) сірка та залізо

2) кремній і кисень

3) водень і кисень

4) діоксид сірки і кисень

5) цинк і соляна кислота

Запишіть в Поле "ВІДПОВІДЬ" номери обраних типів реакцій.

Відповідь: 34

завдання №17

Із запропонованого переліку зовнішніх впливів виберіть два впливу, які призводять до збільшення швидкості реакції азоту з воднем.

1) збільшення температури

2) використання інгібітора

3) використання каталізатора

4) зменшення концентрації аміаку

5) зменшення концентрації водню

Запишіть в Поле "ВІДПОВІДЬ" номери обраних типів реакцій.

Відповідь: 13

завдання №18

Із запропонованого переліку зовнішніх впливів виберіть два впливу, які не призводять до зміни швидкості реакції

CH 3 COOC 2 H 5 + OH - → CH 3 COO - + C 2 H 5 OH.

1) зміна температури

2) зміна концентрації спирту

3) зміна концентрації лугу

4) зміна концентрації солі

5) зміна концентрації ефіру

Запишіть в Поле "ВІДПОВІДЬ" номери обраних типів реакцій.

Відповідь: 24

завдання №19

Із запропонованого переліку зовнішніх впливів виберіть два впливу, при яких швидкість реакції гідролізу складного ефіру значно збільшиться.

1) збільшення температури

2) додавання лугу

3) зменшення концентрації спирту

4) зменшення концентрації ефіру

5) збільшення тиску

Запишіть в Поле "ВІДПОВІДЬ" номери обраних типів реакцій.

Відповідь: 12

завдання №20

Із запропонованого переліку зовнішніх впливів виберіть два впливу, які призводять до зміни швидкості реакції між міддю і азотною кислотою.

Хімічні реакції протікають з різними швидкостями: з малою швидкістю - при утворенні сталактитів і сталагмітів, із середньою швидкістю - при варінні їжі, миттєво - під час вибуху. Дуже швидко проходять реакції у водних розчинах.

Визначення швидкості хімічної реакції, а також з'ясування її залежності від умов проведення процесу - завдання хімічної кінетики - науки про закономірності перебігу хімічних реакцій в часі.

Якщо хімічні реакції відбуваються в однорідному середовищі, наприклад в розчині або в газовій фазі, то взаємодія реагуючих речовин відбувається у всьому обсязі. Такі реакції називають гомогенними.

(V гомог) визначається як зміною кількості речовини в одиницю часу в одиниці об'єму:

де Δn - зміна числа молей одного речовини (найчастіше вихідного, але може бути і продукту реакції); Δt - інтервал часу (с, хв); V - об'єм газу або розчину (л).

Оскільки відношення кількості речовини до об'єму є молярна концентрація С, то

Таким чином, швидкість гомогенної реакції визначається як зміна концентрації однієї з речовин в одиницю часу:

якщо обсяг системи не змінюється.

Якщо реакція йде між речовинами, що знаходяться в різних агрегатних станах (наприклад, між твердою речовиною і газом або рідиною), або між речовинами, нездатними утворювати однорідну середу (наприклад, між несмешивающимися рідинами), то вона проходить тільки на поверхні зіткнення речовин. Такі реакції називають гетерогенними.

Визначається як зміна кількості речовини в одиницю часу на одиниці поверхні.

де S - площа поверхні зіткнення речовин (м 2, см 2).

Зміна кількості речовини, за яким визначають швидкість реакції, - це зовнішній фактор, що спостерігається дослідником. По суті, всі процеси здійснюються на мікрорівні. Очевидно, для того, щоб якісь частинки прореагували, вони перш за все повинні зіткнутися, причому зіткнутися ефективно: чи не розлетітися, як м'ячики, в різні боки, а так, щоб в частинках зруйнувалися або ослабли «старі зв'язки» і змогли утворитися «нові », а для цього частинки повинні мати достатню енергією.

Розрахункові дані показують, що, наприклад, в газах зіткнення молекул при атмосферно тиску обчислюються мільярдами за 1 секунду, тобто все реакції повинні були б іти миттєво. Але це не так. Виявляється, що лише дуже невелика частка молекул володіє необхідною енергією, що приводить до ефективного зіткненню.

Мінімальний надлишок енергії, який повинна мати частинка (або пара частинок), щоб відбулося ефективне зіткнення, називають енергією активаціїE a.

Таким чином, на шляху всіх частинок, що вступають в реакцію, є енергетичний бар'єр, який дорівнює енергії активації E a. Коли він маленький, то знаходиться багато частинок, які можуть його подолати, і швидкість реакції велика. В іншому випадку потрібно «поштовх». Коли ви підносите сірник, щоб запалити спиртівку, ви повідомляєте додаткову енергію E a, необхідну для ефективного зіткнення молекул спирту з молекулами кисню (подолання бар'єру).

Швидкість хімічної реакції залежить від багатьох факторів. Основними з них є: природа і концентрація реагуючих речовин, тиск (в реакціях за участю газів), температура, дія каталізаторів і поверхню реагуючих речовин в разі гетерогенних реакцій.

температура

При підвищенні температури в більшості випадків швидкість хімічної реакції значно зростає. У XIX ст. голландський хімік Я. X. Вант Гофф сформулював правило:

Підвищення температури на кожні 10 ° С призводить до збільшенняшвидкості реакції в 2-4 рази(Цю величину називають температурним коефіцієнтом реакції).

При підвищенні температури середня швидкість молекул, їх енергія, число зіткнень збільшуються незначно, зате різко підвищується частка «активних» молекул, що беруть участь в ефективних зіткненнях, що долають енергетичний бар'єр реакції. Математично ця залежність виражається співвідношенням:

де v t 1 і v t 2 - швидкості реакції відповідно при кінцевій t 2 і початкової t 1 температурах, а γ - температурний коефіцієнт швидкості реакції, який показує, у скільки разів збільшується швидкість реакції з підвищенням температури на кожні 10 ° С.

Однак для збільшення швидкості реакції підвищення температури не завжди можна застосувати, т. К. Вихідні речовини можуть почати розкладатися, можуть випаровуватися розчинники або самі речовини і т. Д.

Ендотермічна і екзотермічні реакції

Реакція метану з киснем повітря, як відомо, супроводжується виділенням великої кількості тепла. Тому її використовують в побуті для приготування їжі, нагрівання води та опалення. Природний газ, що надходить в будинку по трубах, на 98% складається саме з метану. Реакція оксиду кальцію (СаО) з водою теж супроводжується виділенням великої кількості тепла.

Про що можуть говорити ці факти? При утворенні нових хімічних зв'язків в продуктах реакції виділяється більшеенергії, ніж потрібно на розрив хімічних зв'язків в реагентах. Надлишок енергії виділяється у вигляді тепла, а іноді і світла.

СН 4 + 2О 2 \u003d СО 2 + 2Н 2 О + Q (енергія (світло, тепло));

СаО + Н 2 О \u003d Са (ОН) 2 + Q (енергія (тепло)).

Такі реакції повинні протікати легко (як легко котиться під гору камінь).

Реакції, в яких енергія виділяється, називаються Екзотермічні(Від латинського «екзо» - назовні).

Наприклад, багато окислювально-відновні реакції є екзотермічні. Одна з таких красивих реакцій - внутримолекулярное окислення-відновлення, що протікає всередині однієї і тієї ж солі - дихромата амонію (NH 4) 2 Cr 2 O 7:

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 \u003d N 2 + Cr 2 O 3 + 4 H 2 O + Q (енергія).

Інша справа - зворотні реакції. Вони аналогічні закочування каменю в гору. Отримати метан з CO 2 і води до цих пір не вдається, а для отримання негашеного вапна СаО з гідроксиду кальцію Са (ОН) 2 потрібні сильне нагрівання. Така реакція йде тільки при постійному припливі енергії ззовні:

Са (ОН) 2 \u003d СаО + Н 2 О - Q (енергія (тепло))

Це говорить про те, що розрив хімічних зв'язків в Ca (OH) 2 вимагає більшої енергії, ніж може виділитися при утворенні нових хімічних зв'язків в молекулах CaO і H 2 O.

Реакції, в яких енергія поглинається, називаються ендотермічний(Від «ендо-» - всередину).

Концентрація реагуючих речовин

Зміна тиску за участю в реакції газоподібних речовин також призводить до зміни концентрації цих речовин.

Щоб здійснилося хімічну взаємодію між частинками, вони повинні ефективно зіткнутися. Чим більше концентрація реагуючих речовин, тим більше зіткнень і, відповідно, вище швидкість реакції. Наприклад, в чистому кисні ацетилен згоряє дуже швидко. При цьому розвивається температура, достатня для плавлення металу. На основі великого експериментального матеріалу в 1867 р норвежцями К. Гульденберг і П. Вааге і незалежно від них в 1865 р російським ученим Н. І. Бекетовим був сформульований основний закон хімічної кінетики, що встановлює залежність швидкості реакції від концентрації реагуючих речовин.

Швидкість хімічної реакції пропорційна добутку концентрацій реагуючих речовин, взятих у ступенях, рівних їх коефіцієнтам в рівнянні реакції.

Цей закон називають також законом діючих мас.

Для реакції А + В \u003d D цей закон виразиться так:

Для реакції 2А + В \u003d D цей закон виразиться так:

Тут С А, С В - концентрації речовин А і В (моль / л); k 1 і k 2 - коефіцієнти пропорційності, звані константами швидкості реакції.

Фізичний сенс константи швидкості реакції неважко встановити - вона чисельно дорівнює швидкості реакції, в якій концентрації реагуючих речовин дорівнюють 1 моль / л або їх добуток дорівнює одиниці. В такому випадку ясно, що константа швидкості реакції залежить тільки від температури і не залежить від концентрації речовин.

Закон діючих мас не враховує концентрації реагуючих речовин, що знаходяться в твердому стані, Т. К. Вони реагують на поверхні і їх концентрації зазвичай є постійними.

Наприклад, для реакції горіння вугілля вираз швидкості реакції має бути записано так:

т. е. швидкість реакції пропорційна тільки концентрації кисню.

Якщо ж рівняння реакції описує лише сумарну хімічну реакцію, що проходить в кілька стадій, то швидкість такої реакції може складним чином залежати від концентрацій вихідних речовин. Ця залежність визначається експериментально або теоретично на підставі передбачуваного механізму реакції.

дія каталізаторів

Можна збільшити швидкість реакції, використовуючи спеціальні речовини, які змінюють механізм реакції і направляють її по енергетично більш вигідним шляху з меншою енергією активації. Їх називають каталізаторами (від лат. Katalysis - руйнування).

Каталізатор діє як досвідчений провідник, що направляє групу туристів не через високий перевал в горах (його подолання вимагає багато сил і часу і не всім доступно), а по відомим йому обхідним стежкам, за якими можна подолати гору значно легше і швидше.

Правда, по обхідному шляху можна потрапити не зовсім туди, куди веде головний перевал. Але іноді саме це і потрібно! Саме так діють каталізатори, які називають селективними. Ясно, що немає необхідності спалювати аміак і азот, зате оксид азоту (II) знаходить використання у виробництві азотної кислоти.

каталізатори - це речовини, які беруть участь в хімічній реакції і змінюють її швидкість або напрямок, але після закінчення реакції залишаються незмінними кількісно і якісно.

Зміна швидкості хімічної реакції або її напрямки за допомогою каталізатора називають катализом. Каталізатори широко використовують в різних галузях промисловості і на транспорті (каталітичні перетворювачі, що перетворюють оксиди азоту вихлопних газів автомобіля в нешкідливий азот).

Розрізняють два види каталізу.

гомогенний каталіз, При якому і каталізатор, і реагують речовини перебувають в одному агрегатному стані (фазі).

гетерогенний каталіз, При якому каталізатор і реагуючі речовини знаходяться в різних фазах. Наприклад, розкладання пероксиду водню в присутності твердого каталізатора оксиду марганцю (IV):

Сам каталізатор не витрачається в результаті реакції, але якщо на його поверхні адсорбуються інші речовини (їх називають каталітичними отрутами), то поверхня стає непрацездатною, потрібно регенерація каталізатора. Тому перед проведенням каталітичної реакції ретельно очищають вихідні речовини.

Наприклад, при виробництві сірчаної кислоти контактним способом використовують твердий каталізатор - оксид ванадію (V) V 2 O 5:

При виробництві метанолу використовують твердий «цінкохромовий» каталізатор (8ZnO Cr 2 O 3 х CrO 3):

Дуже ефективно працюють біологічні каталізатори - ферменти. За хімічною природою це білки. Завдяки їм в живих організмах при невисокій температурі з великою швидкістю протікають складні хімічні реакції.

Відомі інші цікаві речовини - інгібітори (від лат. Inhibere - затримувати). Вони дуже швидко реагують з активними частинками з утворенням малоактивних сполук. В результаті реакція різко сповільнюється і потім припиняється. Інгібітори часто спеціально додають в різні речовини, щоб запобігти небажаним процеси.

Наприклад, за допомогою інгібіторів стабілізують розчини пероксиду водню.

Природа реагуючих речовин (їх склад, будова)

значення енергії активаціїє тим фактором, за допомогою якого позначається вплив природи реагуючих речовин на швидкість реакції.

Якщо енергія активації мала (< 40 кДж/моль), то это означает, что значительная часть столкнове­ний между частицами реагирующих веществ при­водит к их взаимодействию, и скорость такой ре­акции очень большая. Все реакции ионного обмена протекают практически мгновенно, ибо в этих ре­акциях участвуют разноименно заряженные ионы, и энергия активации в данных случаях ничтожно мала.

Якщо енергія активації велика (\u003e 120 кДж / моль), то це означає, що лише незначна частина зіткнень між взаємодіючими частинками призводить до реакції. Швидкість такої реакції тому дуже мала. Наприклад, протікання реакції синтезу аміаку при звичайній температурі помітити практично неможливо.

Якщо енергії активації хімічних реакцій мають проміжні значення (40120 кДж / моль), то швидкості таких реакцій будуть середніми. До таких реакцій можна віднести взаємодію натрію з водою або етиловим спиртом, знебарвлення бромної води етиленом, взаємодія цинку з соляною кислотою і ін.

Поверхня зіткнення реагуючих речовин

Швидкість реакцій, що йдуть на поверхні речовин, т. Е. Гетерогенних, залежить за інших рівних умов від властивостей цієї поверхні. Відомо, що розтертий в порошок крейда набагато швидше розчиняється в соляній кислоті, ніж рівний по масі шматочок крейди.

Збільшення швидкості реакції пояснюється в першу чергу збільшенням поверхні дотику вихідних речовин, А також рядом інших причин, наприклад, порушенням структури «правильної» кристалічної решітки. Це призводить до того, що частки на поверхні утворюються мікрокристалів значно реакционноспособна, ніж ті ж частки на «гладкою» поверхні.

У промисловості для проведення гетерогенних реакцій використовують «киплячий шар», щоб збільшити поверхню зіткнення реагуючих речовин, підведення вихідних речовин і відведення продуктів. Наприклад, при виробництві сірчаної кислоти за допомогою «киплячого шару» проводять випал колчедану.

Довідковий матеріал для проходження тестування:

таблиця Менделєєва

Таблиця розчинності

Швидкість хімічної реакції дорівнює зміні кількості речовини в одиницю часу в одиниці реакційного простору Залежно від типу хімічної реакції (гомогенна або гетерогенна) змінюється характер реакційного простору. Реакційним простором прийнято називати область, в якій локалізована хімічний процес: обсяг (V), площа (S).

Реакційним простором гомогенних реакцій є обсяг, заповнений реагентами. Так як відношення кількості речовини до одиниці об'єму називається концентрацією (с), то швидкість гомогенної реакції дорівнює зміні концентрації вихідних речовин або продуктів реакції в часі. Розрізняють середню і миттєву швидкості реакції.

Середня швидкість реакції дорівнює:

де с2 і з1 - концентрації вихідних речовин в моменти часу t2 і t1.

Знак мінус «-» в цьому виразі ставиться при знаходженні швидкості через зміну концентрації реагентів (в цьому випадку Dс< 0, так как со временем концентрации реагентов уменьшаются); концентрации продуктов со временем нарастают, и в этом случае используется знак плюс «+».

Швидкість реакції в даний момент часу або миттєва (справжня) швидкість реакції vравна:

Швидкість реакції в СІ має одиницю [моль × м-3 × с-1], також використовуються і інші одиниці величини [моль × л-1 × с-1], [моль × см-3 × с-1], [моль × см -З × хв-1].

Швидкістю гетерогенної хімічної реакції v називають, зміна кількості реагує речовини (Dn) за одиницю часу (Dt) на одиниці площі розділу фаз (S) і визначається за формулою:

або через похідну:

Одиниця швидкості гетерогенної реакції - моль / м2 × с.

приклад 1. У посудині змішали хлор і водень. Суміш нагріли. Через 5 з концентрація хлороводню в посудині стала рівною 0,05 моль / дм3. Визначте середню швидкість освіти хлороволорода (моль / дм3 с).

Рішення. Визначаємо зміна концентрації хлороводню в посудині через 5 секунд після початку реакції:

де с2, з1 - кінцева і початкова молярна концентрація HСl.

Dс (НСl) \u003d 0,05 - 0 \u003d 0,05 моль / дм3.

Розрахуємо середню швидкість утворення хлороводню, використовуючи рівняння (3.1):

Відповідь: 7 \u003d 0,01 моль / дм3 × с.

Приклад 2. У посудині об'ємом 3 дм3 протікає реакція:

C2H2 + 2H2®C2H6.

Вихідна маса водню дорівнює 1 г. Через 2 с після початку реакції маса водню стала рівною 0,4 г. Визначте середню швидкість освіти С2Н6 (моль / дм "× с).

Рішення. Маса водню, що вступив у реакцію (mпрор (H2)), дорівнює різниці між вихідної масою водню (mісх (Н2)) і кінцевої масою непрореагировавшего водню (тк (Н2)):

тпрор. (Н2) \u003d тісх (Н2) -mк (Н2); тпрор (Н2) \u003d 1-0,4 \u003d 0,6 м

Розрахуємо кількість водню:

\u003d 0,3 моль.

Визначаємо кількість утвореного С2Н6:

За рівняння: з 2 моль Н2 утворюється ® 1 моль С2Н6;

За умовою: з 0,3 моль Н2 утворюється ® х моль С2Н6.

n (С2Н6) \u003d 0,15 моль.

Обчислюємо концентрацію утворився С2Н6:

Знаходимо зміна концентрації С2Н6:

0,05-0 \u003d 0,05 моль / дм3. Розрахуємо середню швидкість освіти С2Н6, використовуючи рівняння (3.1):

Відповідь: \u003d 0,025 моль / дм3 × с.

Фактори, що впливають на швидкість хімічної реакції . Швидкість хімічної реакції визначається наступними основними факторами:

1) природою реагуючих речовин (енергія активації);

2) концентрацією реагуючих речовин (закон діючих мас);

3) температурою (правило Вант-Гоффа);

4) наявністю каталізаторів (енергія активації);

5) тиском (реакції за участю газів);

6) ступенем подрібнення (реакції, що протікають за участю твердих речовин);

7) видом випромінювання (видиме, УФ, ІК, рентгенівське).

Залежність швидкості хімічної реакції від концентрації виражається основним законом хімічної кінетики - законом діючих мас.

Закон діючих мас . У 1865 р професор Н. Н. Бекетов вперше висловив гіпотезу про кількісну взаємозв'язку між масами реагентів і часом перебігу реакції: «... тяжіння пропорційно добутку діючих мас». Ця гіпотеза знайшла підтвердження в законі дії мас, який був встановлений в 1867 р двома норвезькими хіміками К. М. Гульдбергом і П. Вааге. Сучасна формулювання закону дії мас така: при постійній температурі швидкість хімічної реакції прямо пропорційна добутку концентрацій реагуючих речовин, взятих в степу нях, рівних стехиометрическим коефіцієнтам в уравненш реакції.

Для реакції АА + ВВ \u003d ТМ + nN кінетичне рівняння за-кону дії мас має вигляд:

, (3.5)

де - швидкість реакції;

k - коефіцієнт пропорційності, званий константою швидкості хімічної реакції (при \u003d 1 моль / дм3 k чисельно дорівнює); - концентрації реагентів, що беруть участь в реакції.

Константа швидкості хімічної реакції не залежить від концентрації реагентів, а визначається природою реагуючих речовин і умовами протікання реакцій (температурою, наявністю каталізатора). Для конкретної реакції, що протікає при даних умовах, константа швидкості є величина постійна.

Приклад 3. Написати кінетичне рівняння закону дії мас для реакції:

2NO (г) + С12 (г) \u003d 2NOCl (г).

Рішення. Рівняння (3.5) для даної хімічної реакції має: ледующий вид:

.

Для гетерогенних хімічних реакцій в рівняння закону діючих мас входять концентрації тільки тих речовин, які знаходяться в газовій або рідкій фазах. Концентрація речовини, що знаходиться в твердій фазі, зазвичай постійна і входить в константу швидкості.

Приклад 4. Написати кінетичне рівняння закону дії мас для реакцій:

a) 4Fe (т) + 3O2 (г) \u003d 2Fe2O3 (т);

б) СаСОз (т) \u003d СаО (т) + СО2 (г).

Рішення. Рівняння (3.5) для даних реакцій буде мати наступний вигляд:

Оскільки карбонат кальцію - тверда речовина, концентрація якого не змінюється в ході реакції, т. Е. В даному випадку швидкість реакції при певній температурі постійна.

Приклад 5. У скільки разів збільшиться швидкість реакції окислення оксиду азоту (II) киснем, якщо концентрації реагентів збільшити в два рази?

Рішення. Записуємо рівняння реакції:

2NO + О2 \u003d 2NO2.

Позначимо початкові і кінцеві концентрації реагентів відповідно з1 (NO), cl (O2) і c2 (NO), c2 (O2). Точно так же позначимо початкову і кінцеву швидкості реакцій: vt, v2. Тоді, використовуючи рівняння (3.5), отримаємо:

.

За умовою с2 (NO) \u003d 2c1 (NO), с2 (О2) \u003d 2С1 (О2).

Знаходимо v2 \u003d к2 × 2cl (O2).

Знаходимо, у скільки разів збільшиться швидкість реакції:

Відповідь: в 8 разів.

Вплив тиску на швидкість хімічної реакції найістотніше для процесів за участю газів. При зміні тиску в і раз в п раз зменшується обсяг іn раз зростає концентрація, і навпаки.

Приклад 6. У скільки разів зросте швидкість хімічної реакції між газоподібними речовинами, що реагують за рівнянням А + В \u003d С, якщо збільшити тиск в системі в 2 рази?

Рішення. Використовуючи рівняння (3.5), висловлюємо швидкість реакції до збільшення тиску:

.

Кінетичне рівняння після збільшення тиску буде мати наступний вигляд:

.

При збільшенні тиску в 2 рази обсяг газової суміші відповідно до закону Бойля-Маріотта (РУ \u003d const) зменшиться також в 2 рази. Отже, концентрація речовин зросте в 2 рази.

Таким чином, с2 (А) \u003d 2c1 (A), c2 (B) \u003d 2С1 (В). тоді

Визначаємо, у скільки разів зросте швидкість реакції при збільшенні тиску.