Задача номер 1

Те водят до намаляване на скоростта на реакцията на етилена с водород.

1) понижаване на температурата

3) използването на катализатор

Отговор: 14

Обяснение:

1) понижаване на температурата

Понижаването на температурата забавя скоростта на всяка реакция, независимо дали е екзотермична или ендотермична.

2) повишаване на концентрацията на етилен

Увеличаването на концентрацията на реагентите винаги увеличава скоростта на реакцията

3) използването на катализатор

Всички реакции на хидрогениране на органични съединения са каталитични; значително се ускорява в присъствието на катализатори.

4) намаляване на концентрацията на водород

Намаляването на концентрацията на изходните реагенти винаги намалява скоростта на реакцията

5) повишаване на налягането в системата

Увеличаването на налягането, когато поне един от реагентите е газ, увеличава скоростта на реакцията, тъй като всъщност това е същото като увеличаване на концентрацията на този реагент.

Задача номер 2

Метанол с пропионова киселина.

1) повишаване на температурата

2) спад на налягането

3) понижаване на температурата

Запишете в полето "ОТГОВОР" номерата на избраните типове реакции.

Отговор: 14

Обяснение:

1) повишаване на температурата

С повишаване на температурата скоростта на всяка реакция се увеличава (както екзотермична, така и ендотермична)

2) спад на налягането

Това не влияе по никакъв начин на скоростта на реакцията, т.к. първоначалните реагенти - метанол и пропионова киселина, са течности и налягането влияе върху скоростта само на тези реакции, при които поне един реагент е газ

3) понижаване на температурата

Понижаването на температурата намалява скоростта на всяка реакция (както екзотермична, така и ендотермична).

4) използването на силна неорганична киселина като катализатор

Взаимодействието на алкохоли с карбоксилни киселини (реакция на естерификация) се ускорява в присъствието на силни минерални (неорганични) киселини

5) облъчване с ултравиолетова светлина

Реакцията на естерификация протича по йонния механизъм, а ултравиолетовата светлина засяга само някои реакции, протичащи по механизма на свободните радикали, например хлориране на метан.

Задача номер 3

Скорост на реакция напред

N 2 + 3H 2 ↔ 2NH 3 + Q

се увеличава с:

1) увеличаване на концентрацията на азот

2) намаляване на концентрацията на азот

3) повишаване на концентрацията на амоняк

4) намаляване на концентрацията на амоняк

5) повишаване на температурата

Запишете в полето "ОТГОВОР" номерата на избраните типове реакции.

Отговор: 15

Задача номер 4

От предложения списък с външни влияния изберете две влияния, от които не зависи бърза реакция

2C (tv) + CO 2 (g) → 2CO (g)

1) степента на смилане на въглищата

2) температура

3) количеството въглища

4) Концентрация на CO

5) концентрация на CO 2

Запишете в полето "ОТГОВОР" номерата на избраните типове реакции.

Отговор: 34

Задача номер 5

От предложения списък с външни влияния изберете две влияния, при които скоростта на реакцията

2CaO (tv) + 3С (tv) → 2CaC 2 (tv) + CO 2 (g)

се увеличава.

1) повишаване на концентрацията на CO 2

2) понижаване на температурата

3) повишаване на налягането

4) повишаване на температурата

5) степента на смилане на CaO

Запишете в полето "ОТГОВОР" номерата на избраните типове реакции.

Отговор: 45

Задача номер 6

От предложения списък с външни влияния изберете две влияния, които не предоставят влияние върху скоростта на реакцията

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

1) промяна в концентрацията на HCOOCH 3

2) използването на катализатор

3) повишаване на налягането

4) повишаване на температурата

5) промяна в концентрацията на HCOOH

Запишете в полето "ОТГОВОР" номерата на избраните типове реакции.

Отговор: 35

Задача номер 7

От предложения списък с външни влияния изберете две влияния, които водят до увеличаване на скоростта на реакцията

S (tv) + O 2 (g) → SO 2 (g) .

1) повишаване на концентрацията на серен диоксид

2) повишаване на температурата

3) намаляване на концентрацията на кислород

4) понижаване на температурата

5) повишаване на концентрацията на кислород

Запишете в полето "ОТГОВОР" номерата на избраните типове реакции.

Отговор: 25

Задача номер 8

От предложения списък с външни влияния изберете две влияния, които не влияят върху скоростта на реакцията

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

1) промяна в концентрацията на солна киселина

2) промяна на налягането

3) промяна на температурата

4) промяна в концентрацията на натриев сулфит

5) промяна в концентрацията на натриев хлорид

Запишете в полето "ОТГОВОР" номерата на избраните типове реакции.

Отговор: 25

Задача номер 9

От предложения списък с вещества изберете по две двойки всяка, реакцията между които протича с най-висока скорост при стайна температура.

1) цинк и сяра

2) разтвори на натриев карбонат и калиев хлорид

3) калий и разредена сярна киселина

4) магнезий и солна киселина

5) мед и кислород

Запишете в полето "ОТГОВОР" номерата на избраните типове реакции.

Отговор: 34

Задача номер 10

От предложения списък с външни влияния изберете две влияния, които водят до увеличаване на скоростта на реакцията

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

1) повишаване на концентрацията на кислород

2) понижаване на температурата

3) увеличаване на концентрацията на въглероден диоксид

4) повишаване на концентрацията на метан

5) намаляване на налягането

Запишете в полето "ОТГОВОР" номерата на избраните типове реакции.

Отговор: 14

Задача номер 11

От предложения списък с външни влияния изберете две влияния, които водят до увеличаване на скоростта на реакцията

2AgNO 3 (tv) → 2Ag (tv) + O 2 (g) + 2NO 2 (g).

1) понижаване на налягането в системата

2) повишаване на налягането в системата

3) повишаване на температурата

4) степента на смилане на среброто

5) степента на смилане на сребърния нитрат

Запишете в полето "ОТГОВОР" номерата на избраните типове реакции.

Отговор: 35

Задача номер 12

От предложения списък с вещества изберете по две двойки всяка, реакцията между които протича с най-ниска скорост при стайна температура.

1) меден сулфат (разтвор) и натриев хидроксид (разтвор)

2) натрий и вода

3) магнезий и вода

4) кислород и цинк

5) сярна киселина (разтвор) и калиев карбонат (разтвор)

Запишете в полето "ОТГОВОР" номерата на избраните типове реакции.

Отговор: 34

Задача номер 15

От предложения списък с външни влияния изберете две влияния, които водят до увеличаване на скоростта на реакцията

Fe (tv) + 2H + → Fe 2+ + H 2 (g).

1) повишаване на концентрацията на железни йони

2) шлайфане на метално желязо

3) добавяне на няколко парчета желязо

4) повишаване на концентрацията на киселина

5) понижаване на температурата

Запишете в полето "ОТГОВОР" номерата на избраните типове реакции.

Отговор: 24

Задача номер 16

От предложения списък с вещества изберете две двойки, скоростта на реакцията между които не зависи от увеличаване на повърхността на контакт на реагентите.

1) сяра и желязо

2) силиций и кислород

3) водород и кислород

4) серен диоксид и кислород

5) цинк и солна киселина

Запишете в полето "ОТГОВОР" номерата на избраните типове реакции.

Отговор: 34

Задача номер 17

От предложения списък с външни влияния изберете две влияния, които водят до увеличаване на скоростта на реакцията на азота с водорода.

1) повишаване на температурата

2) използване на инхибитор

3) използването на катализатор

4) намаляване на концентрацията на амоняк

5) намаляване на концентрацията на водород

Запишете в полето "ОТГОВОР" номерата на избраните типове реакции.

Отговор: 13

Задача номер 18

От предложения списък с външни влияния изберете две влияния, които не водят до промяна в скоростта на реакцията

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

1) промяна на температурата

2) промяна в концентрацията на алкохол

3) промяна в концентрацията на алкали

4) промяна в концентрацията на сол

5) промяна в концентрацията на етер

Запишете в полето "ОТГОВОР" номерата на избраните типове реакции.

Отговор: 24

Задача №19

От предложения списък с външни влияния изберете две влияния, при които скоростта на реакцията на хидролиза естерще се увеличи значително.

1) повишаване на температурата

2) добавяне на алкали

3) намаляване на концентрацията на алкохол

4) намаляване на концентрацията на етер

5) повишаване на налягането

Запишете в полето "ОТГОВОР" номерата на избраните типове реакции.

Отговор: 12

Задача номер 20

От предложения списък с външни влияния изберете две влияния, които водят до промяна в скоростта на реакцията между мед и азотна киселина.

Скоростта на химическа реакцияе равно на промяната в количеството на веществото за единица време в единица реакционно пространство В зависимост от вида на химичната реакция (хомогенна или хетерогенна), естеството на реакционното пространство се променя. Реакционното пространство обикновено се нарича областта, в която е локализиран химическият процес: обем (V), площ (S).

Реакционното пространство на хомогенните реакции е обемът, запълнен с реагенти. Тъй като съотношението на количеството вещество към единица обем се нарича концентрация (c), скоростта на хомогенна реакция е равна на промяната в концентрацията на изходните вещества или реакционните продукти във времето. Разграничете средната и моментната скорост на реакция.

Средната скорост на реакция е:

където c2 и c1 са концентрациите на изходните вещества в моменти t2 и t1.

Знакът минус "-" в този израз се поставя при намиране на скоростта чрез промяната в концентрацията на реагентите (в този случай Dс< 0, так как со временем концентрации реагентов уменьшаются); концентрации продуктов со временем нарастают, и в этом случае используется знак плюс «+».

Скорост на реакцията в този моментвреме или моментна (истинска) скорост на реакция v е равна на:

Скоростта на реакцията в SI има единица [mol×m-3×s-1], други единици за количество също се използват [mol×l-1×s-1], [mol×cm-3×s-1] , [mol × cm –3 × min-1].

Скоростта на хетерогенна химична реакция vнарича се промяната в количеството на реагента (Dn) за единица време (Dt) на единица площ на фазовото разделяне (S) и се определя по формулата:

или чрез производната:

Единицата за скорост на хетерогенна реакция е mol/m2 s.

Пример 1. Хлорът и водородът се смесват в съд. Сместа се нагрява. След 5 s концентрацията на хлороводород в съда става равна на 0,05 mol/dm3. Определете средната скорост на образуване на солна киселина (mol/dm3 s).

Решение. Определяме промяната в концентрацията на хлороводород в съда 5 s след началото на реакцията:

където c2, c1 - крайна и начална моларна концентрация на HCl.

Dc (HCl) \u003d 0,05 - 0 \u003d 0,05 mol / dm3.

Изчислете средната скорост на образуване на хлороводород, като използвате уравнение (3.1):

Отговор: 7 \u003d 0,01 mol / dm3 × s.

Пример 2В съд с обем 3 dm3 протича следната реакция:

C2H2 + 2H2®C2H6.

Началната маса на водорода е 1 g. След 2 s след началото на реакцията масата на водорода става 0,4 g. Определете средната скорост на образуване на C2H6 (mol / dm "× s).

Решение. Масата на водорода, която е влязла в реакцията (mpror (H2)), е равна на разликата между първоначалната маса на водорода (mref (H2)) и крайната маса на нереагиралия водород (tk (H2)):

tpror. (H2) \u003d tis (H2) - mk (H2); tpror (H2) \u003d 1-0,4 \u003d 0,6 g.

Нека изчислим количеството водород:

= 0,3 mol.

Определяме количеството образуван C2H6:

Съгласно уравнението: от 2 mol H2 се образува ® 1 mol C2H6;

Според условието: от 0,3 mol H2 се образува ® x mol C2H6.

n(С2Н6) = 0.15 mol.

Изчисляваме концентрацията на образувания С2Н6:

Откриваме промяната в концентрацията на C2H6:

0,05-0 = 0,05 mol/dm3. Ние изчисляваме средната скорост на образуване на C2H6, използвайки уравнение (3.1):

Отговор: \u003d 0,025 mol / dm3 × s.

Фактори, влияещи върху скоростта на химическа реакция . Скоростта на химическата реакция се определя от следните основни фактори:

1) естеството на реагиращите вещества (енергия на активиране);

2) концентрация на реагиращи вещества (закон действащи маси);

3) температура (правилото на van't Hoff);

4) наличието на катализатори (енергия на активиране);

5) налягане (реакции с участието на газове);

6) степента на смилане (реакции, протичащи с участието на твърди вещества);

7) вид лъчение (видимо, UV, IR, рентгеново).

Зависимостта на скоростта на химическа реакция от концентрацията се изразява с основния закон на химическата кинетика - закона за действието на масата.

Закон за действащите маси . През 1865 г. професор Н. Н. Бекетов за първи път изказва хипотеза за количествената връзка между масите на реагентите и времето на реакция: „... привличането е пропорционално на продукта на действащите маси“. Тази хипотеза е потвърдена в закона за масовото действие, който е установен през 1867 г. от двама норвежки химици К. М. Гулдберг и П. Ваадж. Съвременната формулировка на закона за масовите действия е следната: при постоянна температура скоростта на химическата реакция е право пропорционална на произведението от концентрациите на реагентите, взети в степени, равни на стехиометричните коефициенти в уравнението на реакцията.

За реакцията aA + bB = mM + nN кинетичното уравнение на закона за масовото действие има вида:

, (3.5)

където е скоростта на реакцията;

к- коефициент на пропорционалност, наречен константа на скоростта на химическа реакция (при = 1 mol/dm3 k е числено равно на ); - концентрация на реагенти, участващи в реакцията.

Константата на скоростта на химическа реакция не зависи от концентрацията на реагентите, а се определя от естеството на реагентите и условията за протичане на реакциите (температура, наличие на катализатор). За конкретна реакция, протичаща при дадени условия, константата на скоростта е постоянна стойност.

Пример 3Напишете кинетичното уравнение на закона за масовото действие за реакцията:

2NO (g) + C12 (g) = 2NOCl (g).

Решение. Уравнението (3.5) за дадена химична реакция има следния вид:

.

За хетерогенни химични реакции уравнението на закона за масовото действие включва концентрациите само на онези вещества, които са в газова или течна фаза. Концентрацията на вещество в твърдата фаза обикновено е постоянна и се включва в константата на скоростта.

Пример 4Напишете кинетичното уравнение на закона за действие на масите за реакции:

а) 4Fe(t) + 3O2(g) = 2Fe2O3(t);

б) CaCO3 (t) \u003d CaO (t) + CO2 (g).

Решение. Уравнението (3.5) за тези реакции ще има следния вид:

Тъй като калциевият карбонат е твърдо вещество, чиято концентрация не се променя по време на реакцията, тоест в този случай скоростта на реакцията при определена температура е постоянна.

Пример 5Колко пъти ще се увеличи скоростта на реакцията на окисление на азотен оксид (II) с кислород, ако концентрациите на реагентите се удвоят?

Решение. Записваме уравнението на реакцията:

2NO + O2= 2NO2.

Нека означим началната и крайната концентрация на реагентите съответно като c1(NO), cl(O2) и c2(NO), c2(O2). По същия начин обозначаваме началната и крайната скорост на реакцията: vt, v2. След това, използвайки уравнение (3.5), получаваме:

.

По условие c2(NO) = 2c1 (NO), c2(O2) = 2c1(O2).

Откриваме v2 =k2 ×2cl(O2).

Намерете колко пъти ще се увеличи скоростта на реакцията:

Отговор: 8 пъти.

Ефектът на налягането върху скоростта на химическата реакция е най-значим за процеси, включващи газове. Когато налягането се промени с n пъти, обемът намалява и концентрацията се увеличава n пъти и обратно.

Пример 6Колко пъти ще се увеличи скоростта на химическа реакция между газообразни вещества, реагиращи съгласно уравнението A + B = C, ако налягането в системата се удвои?

Решение. Използвайки уравнение (3.5), ние изразяваме скоростта на реакцията преди да увеличим налягането:

.

Кинетичното уравнение след увеличаване на налягането ще има следния вид:

.

С увеличаване на налягането с коефициент 2, обемът на газовата смес, съгласно закона на Бойл-Мариот (pY = const), също ще намалее с коефициент 2. Следователно концентрацията на веществата ще се увеличи 2 пъти.

Така c2(A) = 2c1(A), c2(B) = 2c1(B). Тогава

Определете колко пъти скоростта на реакцията ще се увеличи с увеличаване на налягането.

Химичните реакции протичат с различна скорост: с ниска скорост - по време на образуването на сталактити и сталагмити, със средна скорост - при готвене на храна, мигновено - по време на експлозия. Реакциите във водни разтвори са много бързи.

Определянето на скоростта на химичната реакция, както и изясняването на нейната зависимост от условията на процеса, е задача на химическата кинетика – науката за законите, управляващи протичането на химичните реакции във времето.

Ако химичните реакции протичат в хомогенна среда, например в разтвор или в газова фаза, тогава взаимодействието на реагиращите вещества се осъществява в целия обем. Такива реакции се наричат хомогенна.

(v homog) се дефинира като промяна в количеството вещество за единица време на единица обем:

където Δn е промяната в броя на моловете на едно вещество (най-често първоначалното, но може да бъде и продукт на реакцията); Δt - интервал от време (s, min); V е обемът на газа или разтвора (l).

Тъй като съотношението на количеството вещество към обема е моларната концентрация С, тогава

По този начин скоростта на хомогенна реакция се определя като промяна в концентрацията на едно от веществата за единица време:

ако обемът на системата не се промени.

Ако се случи реакция между вещества в различни агрегатни състояния (например между твърдо вещество и газ или течност) или между вещества, които не са в състояние да образуват хомогенна среда (например между несмесващи се течности), тогава тя се осъществява само върху контактната повърхност на веществата. Такива реакции се наричат хетерогенен.

Определя се като промяна в количеството вещество за единица време на единица повърхност.

където S е повърхността на контакт на веществата (m 2, cm 2).

Промяната в количеството на веществото, чрез което се определя скоростта на реакцията е външен факторнаблюдавани от изследователя. Всъщност всички процеси се извършват на микро ниво. Очевидно, за да реагират някои частици, те трябва преди всичко да се сблъскат и да се сблъскат ефективно: не да се разпръснат като топки в различни посоки, а по такъв начин, че „старите връзки“ в частиците да бъдат разрушени или отслабени и „ могат да се образуват нови.” и за това частиците трябва да имат достатъчно енергия.

Изчислените данни показват, че например в газове сблъсъците на молекули при атмосферно налягане са в милиарди за 1 секунда, тоест всички реакции трябваше да преминат мигновено. Но не е така. Оказва се, че само много малка част от молекулите притежават необходимата енергия, за да произведат ефективен сблъсък.

Минималната излишна енергия, която една частица (или двойка частици) трябва да има, за да възникне ефективен сблъсък, се нарича енергия на активиране Ea.

Така по пътя на всички частици, влизащи в реакцията, има енергийна бариера, равна на енергията на активиране E a . Когато е малък, има много частици, които могат да го преодолеят, а скоростта на реакцията е висока. В противен случай е необходимо "натискане". Когато донесете кибрит, за да запалите спиртна лампа, вие осигурявате допълнителна енергия E a, необходима за ефективния сблъсък на молекулите на алкохола с молекулите на кислорода (преодоляване на бариерата).

Скоростта на химическата реакция зависи от много фактори. Основните са: естеството и концентрацията на реагентите, налягането (при реакции с участието на газове), температурата, действието на катализаторите и повърхността на реагентите в случай на хетерогенни реакции.

температура

С повишаване на температурата в повечето случаи скоростта на химическата реакция се увеличава значително. През 19 век Холандският химик J. X. Van't Hoff формулира правилото:

Повишаването на температурата на всеки 10 ° C води до повишаване наскорост на реакция 2-4 пъти(тази стойност се нарича температурен коефициент на реакцията).

С повишаване на температурата средната скорост на молекулите, тяхната енергия и броят на сблъсъците се увеличават леко, но делът на "активните" молекули, участващи в ефективни сблъсъци, които преодоляват енергийната бариера на реакцията, рязко се увеличава. Математически тази зависимост се изразява чрез отношението:

където vt 1 и vt 2 са скоростите на реакцията при крайната t 2 и началната t 1 температури, съответно, а γ е температурният коефициент на скоростта на реакцията, който показва колко пъти скоростта на реакцията се увеличава с всяко увеличение с 10 ° C температура.

Въпреки това, за да се увеличи скоростта на реакцията, повишаването на температурата не винаги е приложимо, тъй като изходните материали могат да започнат да се разлагат, разтворителите или самите вещества могат да се изпарят и т.н.

Ендотермични и екзотермични реакции

Известно е, че реакцията на метан с атмосферния кислород е придружена от отделяне на голямо количество топлина. Поради това се използва в ежедневието за готвене, загряване на вода и отопление. Природният газ, доставян до домовете по тръби, е 98% метан. Реакцията на калциев оксид (CaO) с вода също е придружена от отделяне на голямо количество топлина.

Какво могат да кажат тези факти? Когато в реакционните продукти се образуват нови химични връзки, Повече ▼енергия, отколкото е необходима за разрушаване на химичните връзки в реагентите. Излишната енергия се отделя под формата на топлина и понякога светлина.

CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O + Q (енергия (светлина, топлина));

CaO + H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + Q (енергия (топлина)).

Такива реакции трябва да протичат лесно (тъй като камъкът лесно се търкаля надолу).

Реакциите, при които се отделя енергия, се наричат ЕКЗОТЕРМИЧЕН(от латинското "exo" - навън).

Например, много редокс реакции са екзотермични. Една от тези красиви реакции е вътрешномолекулно окисляване-редукция, протичаща в същата сол - амониев дихромат (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 (енергия).

Друго нещо е обратната реакция. Те са подобни на търкаляне на камък нагоре. Все още не е възможно да се получи метан от CO 2 и вода и е необходимо силно нагряване за получаване на негасена вар CaO от калциев хидроксид Ca (OH) 2. Такава реакция се случва само при постоянен приток на енергия отвън:

Ca (OH) 2 \u003d CaO + H 2 O - Q (енергия (топлина))

Това предполага, че разрушаването на химичните връзки в Ca(OH) 2 изисква повече енергия, отколкото може да се освободи по време на образуването на нови химични връзки в молекулите CaO и H 2 O.

Реакциите, при които се поглъща енергия, се наричат ЕНДОТЕРМИЧЕН(от "ендо" - вътре).

Концентрация на реагента

Промяната в налягането с участието на газообразни вещества в реакцията също води до промяна в концентрацията на тези вещества.

За да възникне химическо взаимодействие между частиците, те трябва ефективно да се сблъскат. Колкото по-голяма е концентрацията на реагентите, толкова повече сблъсъци и съответно по-висока е скоростта на реакцията. Например ацетиленът изгаря много бързо в чист кислород. Това развива температура, достатъчна за разтопяване на метала. Въз основа на голямо количество експериментален материал през 1867 г. норвежците К. Гулденберг и П. Вааге и независимо от тях през 1865 г. руският учен Н. И. Бекетов формулира основния закон на химическата кинетика, който установява зависимостта на реакцията скорост на концентрацията на реагиращите вещества.

Скоростта на химичната реакция е пропорционална на произведението от концентрациите на реагентите, взети в степени, равни на техните коефициенти в уравнението на реакцията.

Този закон също се нарича законът за масовите действия.

За реакцията A + B \u003d D този закон ще бъде изразен по следния начин:

За реакцията 2A + B = D този закон се изразява по следния начин:

Тук C A, C B са концентрациите на веществата A и B (mol / l); k 1 и k 2 - коефициенти на пропорционалност, наречени константи на скоростта на реакцията.

Физическото значение на константата на скоростта на реакцията не е трудно да се установи - тя е числено равна на скоростта на реакцията, при която концентрациите на реагентите са 1 mol / l или техният продукт е равен на единица. В този случай е ясно, че константата на скоростта на реакцията зависи само от температурата и не зависи от концентрацията на веществата.

Закон за действащите маси не отчита концентрацията на реагентите в твърдо състояние, тъй като те реагират върху повърхности и техните концентрации обикновено са постоянни.

Например, за реакцията на горене на въглища, изразът за скоростта на реакцията трябва да се запише, както следва:

т.е. скоростта на реакцията е само пропорционална на концентрацията на кислород.

Ако уравнението на реакцията описва само цялостната химична реакция, която протича на няколко етапа, тогава скоростта на такава реакция може да зависи по сложен начин от концентрациите на изходните вещества. Тази зависимост се определя експериментално или теоретично въз основа на предложения механизъм на реакцията.

Действието на катализаторите

Възможно е да се увеличи скоростта на реакцията чрез използване на специални вещества, които променят механизма на реакцията и я насочват по енергийно по-благоприятен път с по-ниска енергия на активиране. Наричат ​​се катализатори (от лат. katalysis - разрушаване).

Катализаторът действа като опитен водач, насочвайки група туристи не през висок проход в планината (преодоляването му изисква много усилия и време и не е достъпно за всеки), а по известните му обходни пътеки, по които можете да преодолеете планината много по-лесно и по-бързо.

Вярно е, че по заобикаляне можете да стигнете не съвсем там, където води главният проход. Но понякога е точно това, от което се нуждаете! Така работят катализаторите, които се наричат ​​селективни. Ясно е, че няма нужда от изгаряне на амоняк и азот, но азотният оксид (II) намира приложение в производството на азотна киселина.

Катализатори- Това са вещества, които участват в химична реакция и променят нейната скорост или посока, но в края на реакцията остават непроменени количествено и качествено.

Промяната на скоростта на химическа реакция или нейната посока с помощта на катализатор се нарича катализ. Катализаторите се използват широко в различни индустрии и в транспорта (каталитични конвертори, които превръщат азотните оксиди в изгорелите газове на автомобила в безвреден азот).

Има два вида катализа.

хомогенна катализа, при което и катализаторът, и реагентите са в едно и също агрегатно състояние (фаза).

хетерогенна катализакъдето катализаторът и реагентите са в различни фази. Например, разлагането на водороден пероксид в присъствието на твърд катализатор от манганов (IV) оксид:

Самият катализатор не се изразходва в резултат на реакцията, но ако други вещества се адсорбират на повърхността му (те се наричат ​​каталитични отрови), тогава повърхността става неработоспособна и е необходима регенерация на катализатора. Следователно, преди провеждането на каталитичната реакция, изходните материали се пречистват напълно.

Например, при производството на сярна киселина по контактния метод се използва твърд катализатор - ванадиев (V) оксид V 2 O 5:

При производството на метанол се използва твърд катализатор "цинк-хром" (8ZnO Cr 2 O 3 x CrO 3):

Биологичните катализатори - ензими - работят много ефективно. от химическа природатова са катерици. Благодарение на тях сложните химични реакции протичат с висока скорост в живите организми при ниски температури.

Известни са и други интересни вещества – инхибитори (от лат. inhibere – забавям). Те реагират с активни частици с висока скорост, за да образуват неактивни съединения. В резултат на това реакцията рязко се забавя и след това спира. Инхибиторите често се добавят специално към различни вещества, за да се предотвратят нежелани процеси.

Например, разтворите на водороден пероксид се стабилизират с инхибитори.

Природата на реагентите (техният състав, структура)

смисъл енергия на активиранее факторът, чрез който се влияе влиянието на естеството на реагиращите вещества върху скоростта на реакцията.

Ако енергията на активиране е ниска (< 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.

Ако енергията на активиране е висока(> 120 kJ/mol), това означава, че само незначителна част от сблъсъците между взаимодействащи частици води до реакция. Следователно скоростта на такава реакция е много бавна. Например, прогресът на реакцията на синтез на амоняк при обикновена температура е почти невъзможно да се забележи.

Ако енергиите на активиране на химичните реакции имат междинни стойности (40120 kJ/mol), тогава скоростите на такива реакции ще бъдат средни. Такива реакции включват взаимодействието на натрий с вода или етилов алкохол, обезцветяване на бромната вода с етилен, взаимодействието на цинк със солна киселина и др.

Контактна повърхност на реагентите

Скоростта на реакциите, протичащи на повърхността на веществата, т.е. хетерогенни, зависи, при равни други условия, от свойствата на тази повърхност. Известно е, че креда на прах се разтваря много по-бързо в солна киселина, отколкото парче тебешир с еднаква маса.

Увеличаването на скоростта на реакцията се дължи преди всичко на увеличаване на контактната повърхност на изходните вещества, както и редица други причини, например, нарушение на структурата на "правилната" кристална решетка. Това води до факта, че частиците на повърхността на образуваните микрокристали са много по-реактивни от същите частици върху „гладка“ повърхност.

В индустрията за провеждане на хетерогенни реакции се използва „кипящ слой“ за увеличаване на контактната повърхност на реагентите, доставката на изходни материали и отстраняването на продуктите. Например, при производството на сярна киселина с помощта на "кипящ слой", пиритът се пече.

Референтен материал за преминаване на теста:

Таблица на Менделеев

Таблица за разтворимост

Размер: px

Започнете импресия от страница:

препис

1 Скорост на реакцията, нейната зависимост от различни фактори 1. За да се увеличи скоростта на реакцията, е необходимо да се повиши налягането, да се добави въглероден оксид (1v) да се охлади системата, да се отстрани въглеродният оксид (1v) 2. Скоростта на реакцията на азота с водород не зависи от температурата на налягането на катализатора, количеството на реакционния продукт 3. Скоростта на реакцията на въглерода с кислорода не зависи от температурата на общото налягане, степента на финост на въглерода, количеството на реакционен продукт 4. За да се намали скоростта на реакцията H 2 + Cl 2 \u003d 2HCl + Q, е необходимо да се понижи температурата, повишаването на налягането, по-ниската концентрация на хлороводород, увеличаването на концентрацията на водорода 5. За увеличаване на скоростта на реакцията ZN 2 + N 2 = 2NH 3 + Q е необходимо да се охлади системата, за да се намали налягането за отстраняване на амоняка, за да се добави водород 6. Скоростта на реакцията на азота с водорода се определя като

2 7. Скорост на реакцията въглероден окисс кислород се дефинира като 8. Цинк (гранули) и кислород взаимодействат с най-висока скорост при стайна температура цинк (гранули) и солна киселина цинк (прах) и кислород цинк (прах) и солна киселина 9. Цинк и солна киселина взаимодействат с най-висока скорост при стайна температура кислород солна киселина и разтвор на натриев карбонат натриев алкален и алуминиев калциев оксид и вода 10. Скоростта на реакцията на азота с водорода ще се увеличи, когато сместа се пропусне върху нагрято желязо, добавяйки амоняк, охлаждайки сместа, увеличавайки обема на реакцията съд 11. Скоростта на реакцията на въглероден оксид (ii) с кислород ще намалее при нагряване на преминаващи газове върху нагрята платина, добавяйки въглероден диоксид, увеличавайки обема на реакционния съд 12. Скоростта на реакцията ще се увеличи с добавянето на кислород меден(ii) оксид

3 азотен амоняк 13. Скоростта на реакцията ще се увеличи, когато се добави водородна вода азотен оксид(ii) амоняк 14. Скоростта на реакцията между цинк и солна киселина намалява, когато цинкът се смила, когато се добавя HCl с нагряване с течение на времето 15. Скоростта на реакцията между цинкът и солната киселина се увеличават при смилане на цинк при охлаждане на разтвора, докато разтворът се разрежда с течение на времето 16. В реакцията скоростта на разлагане е 0,016 mol/(l min). Каква е скоростта на образуване (в mol/(L min))? 0,008 0,016 0,032 0. В реакцията скоростта на образуване е 0,012 mol/(l min). Каква е скоростта на разлагане (в mol/(L min))? 0,006 0,012

4 0,024 0, Скоростта на елементарна реакция зависи от концентрациите, както следва: 19. Скоростта на елементарна реакция зависи от концентрациите, както следва: 20. И двете и и взаимодействат с най-висока скорост при стайна температура и 21. 22 реагира с най-висока скорост с вода при стайна температура Магнезият реагира с най-висока скорост при стайна температура с цинкова вода с разредена оцетна киселина разтвор на сребърен нитрат с медна солна киселина с кислород

5 23. Скоростта на реакцията на разлагане до прости вещества се увеличава с добавяне на повишаване на налягането и охлаждане с увеличаване на обема на реакционния съд 24. Скоростта на реакцията на крекинг октан в газовата фаза нараства с охлаждане, увеличаване на налягането увеличава обема на реакционния съд намалява налягането увеличава обема на реакционния съд 26. Кое твърдение за катализаторите е неправилно? Катализаторите участват в химична реакция Катализаторите изместват химичното равновесие Катализаторите променят скоростта на реакцията Катализаторите ускоряват както предната, така и обратната реакция азотна киселина 28. Скоростта на химичната реакция не се влияе от промените в концентрацията на амоняк

6 налягане водород концентрация температура 29. Реакцията между водород и флуор бром йод хлор протича при най-ниската скорост 30. За да се увеличи скоростта на химическата реакция, е необходимо да се увеличи концентрацията на железни йони смилане на желязо намаляване на температурата намаляване на киселината концентрация 31. Водородът реагира с най-висока скорост с бром йод флуор хлор 32. При стайна температура водородът най-активно реагира със серен азот, хлор бром 33. Скоростта на реакция между желязо и разтвор на солна киселина ще намалява с повишаване на температурата, разредете киселината , увеличете концентрацията на киселина, смилайте желязо 34. За да увеличите скоростта на реакцията на хидролиза на етилацетат, добавете оцетна киселина, добавете етанол, загрейте разтвора, за да увеличите налягането 35. С най-висока скорост при нормални условия водата взаимодейства с

7 калциев оксид железен силициев оксид (IV) алуминий 36. Скоростта на реакцията нараства с увеличаване на концентрацията, понижаване на температурата, повишаване на налягането, повишаване на температурата 37. Увеличаването на концентрацията на азот увеличава скоростта на реакцията 38. Скоростта на реакцията на цинк със солна киселина не зависи върху концентрацията на киселината, температурата, налягането, повърхностната площ на контактните реагенти 39. Взаимодействието между 40 протича с най-ниската скорост при стайна температура. Скоростта на химичната реакция ще се увеличи с добавянето на фосфор и увеличаване на концентрацията на кислород увеличаване на концентрацията на фосфорен оксид (V) намаляване на обема на поетия кислород 41. Увеличаването на скоростта на реакцията се улеснява от:

8 добавяне на сяра повишаване на температурата 42. Реакцията между 43 протича с най-висока скорост. Реакция 44 протича с най-висока скорост при стайна температура. За да се увеличи скоростта на химическа реакция, е необходимо да се увеличи количеството хром, увеличаване на концентрацията на водородните йони намалява температурата повишава концентрацията на водорода желязо (III) метал цинк метал никел бариев хидроксид разтвор 46. Скоростта на химическата реакция не зависи от концентрацията на солна киселина температурата на концентрацията на водорода степента на смилане на магнезий 47. Увеличаването на повърхността на контакт на реагентите не влияе върху скоростта на реакция между сяра и желязо, силиций и кислород, водород и кислород, цинк и солна киселина

9 48. С най-голяма скорост натриевият хидроксид взаимодейства с метален цинк, меден (II) сулфат, азотна киселина, железен (II) сулфид 49. Скоростта на химичната реакция зависи от количеството на взетия фосфор, температурата на концентрацията на фосфора оксид (V), обемът на взетия кислород 50. С най-висока скорост при Реакция 51 протича при стайна температура. Реакция 52 протича с най-висока скорост при стайна температура. Увеличаването на скоростта на реакцията се улеснява от: намаляване на налягането, намаляване на концентрацията, охлаждане на системата, повишаване на температурата 53. Скоростта на реакция между цинк и разтвор на солна киселина ще намалее, ако реакционната смес се нагрее за разреждане на киселината

10 прекарайте хлороводород през реакционната смес, използвайте цинков прах 54. При стайна температура калий калций магнезий алуминий реагира с вода с най-висока скорост 55. За да се увеличи скоростта на реакцията на хидролиза на 1-бромпропан, е необходимо да се добави киселина , намаляване на концентрацията на 1-бромпропан, повишаване на температурата, увеличаване на концентрацията на пропанол 56. Ускоряване на реакциите между магнезий и разтвор син витриолне зависи от концентрацията на солта температурата на обема на реакционния съд повърхностна площ на контакт на реагентите 57. Солната киселина взаимодейства с метал цинк натриев хидроксид разтвор метал желязо твърд железен карбонат (II) с най-висока скорост

Задачи A20 по химия 1. Скоростта на реакцията на азота с водорода ще намалее с 1) понижаване на температурата 2) увеличаване на концентрацията на азот 3) използва се катализатор 4) повишаване на налягането Фактори, влияещи

1. От предложения списък с вещества изберете две вещества, с всяко от които желязото реагира без нагряване. цинков хлорид, меден(ii) сулфат, концентрирана азотна киселина, разредена солна киселина

Тест: "Скорост на химическа реакция". Тествано: Дата: Задача 1 Формула за намиране на скоростта на хомогенна реакция 1) 2) 3) 4) Задача 2 Математически израз правило на Хоф 1) 2) 3) 4) Задача

Задачи 5. Прости и сложни вещества. Неорганични вещества 1. Вещества, чиито формули и са съответно амфотерен хидроксид и кисел амфотерен хидроксид и солна основа и киселина

Химични свойства на основи и киселини 1. Реагира с разтвор на калиев хидроксид 2. Разтвор на сярна киселина реагира с разтвор 3. Разтвор на сярна киселина не реагира 4. Меден(II) хидроксид реагира

Задачи A8 по химия 1. Цинкът реагира с разтвор Металите реагират с разтвори на соли на по-малко активни метали. Mg, Na, Ca са по-активни метали от цинка, така че реакцията на тези соли не е възможна.

1. От предложения списък изберете два оксида, които реагират с разтвор на солна киселина, но не реагират с разтвор на натриев хидроксид. CO SO 3 CuO MgO ZnO 2. От предложения списък изберете две

"Обратими и необратими химични реакции. Химическо равновесие. Изместване на химичното равновесие под въздействието на различни фактори.". Тествано: Дата: Задача 1 Коефициент пред формулата на образуваната вода

Сборник със задачи по химия за 9-ти медицински клас, съставен от Громченко И.А. Московски образователен център 109 2012 Масова част на разтвореното вещество. 1. 250 g разтвор съдържа 50 g натриев хлорид. Определяне на

2016 1. 4,2 g литий се разтварят в 250 ml вода, след което се добавят 200 g 20% ​​разтвор на меден(ii) сулфат. Определете масовата част на солта в получения В отговор запишете уравненията на реакцията, които са посочени в

Банка от задачи 11. клас химия 1. Електронната конфигурация съответства на йона: 2. Частиците и и и и имат еднаква конфигурация 3. Магнезият и

1. Не се образува утайка по време на взаимодействието на водни разтвори и и и 2. Утайка не се образува при взаимодействието на водни разтвори и и и 3. Вода се образува в йонообменната реакция по време на взаимодействието на и и и

Задачи 9. Химични свойства на простите вещества: метали и неметали 1. Желязото реагира с калциев хлорид бром натриев оксид натриев хидроксид 2. Хлор реагира със сулфат на азотна киселина

Банка със задачи по химия 9 клас 1. Елементът има три електрона на 2-ро енергийно ниво. Сериен номер на елемента 3 5 7 13 2. Колко електрона има във външното ниво на елемента с поредния номер

Задачи за подготовка 1. При изгарянето на железен (II) сулфид в кислород се отделят 28 литра серен диоксид (при нормални условия). Изчислете масата на първоначалното съединение на желязото в грамове. Отговор

Реакции, потвърждаващи връзката на различни класове неорганични вещества. 1. Натрият беше слят със сяра. Полученото съединение беше обработено със солна киселина, отделеният газ напълно реагира с

ТЕОРЕТИЧНИ ОСНОВИ НА ХИМИЯТА 1. Електронната конфигурация на инертен газ има йон 1) Fe 3+ 2) Fe 2+ 3) Co 2+ 4) Ca 2+ 2. Електронната конфигурация на инертен газ има йон 1) O 2-2) S 2+ 3 ) Si 2+ 4) Br +

Правилното решение на задача 31 трябва да съдържа четири уравнения.За правилното въвеждане на всяко реакционно уравнение можете да получите 1 точка. Максималният резултат за тази задача е 4 точки. Всяка истина

Код Част 1 Част 2 C1 C2 C3 C4 C5 C6 Ʃ Краен резултат Краен резултат (от 100 точки) (от 10 точки) Уводна работа за кандидатите за 10-ти клас FH и HB Решение (правилните отговори са с удебелен шрифт)_

1. Кой от следните елементи е най-типичен неметал? 1) Кислород 2) Сяра 3) Селен 4) Телур 2. Кой от следните елементи има най-висока електроотрицателност? 1) Натрий

17. Модели на химични процеси. Концепцията за скоростта на химическа реакция. Фактори, влияещи върху промяната в скоростта на химическа реакция Скоростта на химичната реакция е съотношението на промяната в концентрацията

Вариант 1743654 1. Определете атомите на кои два от посочените елемента имат един несдвоен електрон в основно състояние. 2. Запишете номерата на избраните елементи в полето за отговор. Изберете три елемента

Задачи B5 по химия 1. Свържете името на оксида с формулите на веществата, с които може да взаимодейства. ИМЕ НА ОКСИДА A) калиев оксид въглероден оксид (ii) B) хромов оксид (iii) оксид

Задачи A19 по химия 1. Взаимодействието на натриев оксид с вода се отнася до реакции 1) съединения, необратими 2) обменни, обратими 3) съединения, обратими 4) обменни, необратими Натриев оксид - основен

Задачи по химия A9 1. Кой оксид реагира с разтвор, но не реагира с разтвор? MgO Основен оксид, тъй като Mg е метал със степен на окисление +2. Основните оксиди реагират с киселини, киселинни оксиди,

1. Какъв е зарядът на ядрото на въглероден атом? 1) 0 2) +6 3) +12 4) -1 2. Какво общо имат атомите 12 6C и 11 6C? 1) Масово число 2) Брой протони 3) Брой неутрони 4) Радиоактивни свойства

1. Какъв тип химическа връзка има в бариевия оксид? ковалентен неполярен метален ковалентен полярен йонен 2. Какъв тип химична връзка има в хлор(vii) оксид? ковалентен полярен йонен ковалент

ИЗПИТЕН ТЕСТ ПО ХИМИЯ (EXTERNAT 9 КЛАС) 1. Химична реакция, протичаща с образуване на утайка а) h 2 SO 4 + BaCl 2 б) HNO 3 + KOH в) HCl + CO 2 d) HCl + Ag 2. С което на веществата а) карбонат

Задачи за лятото по химия: 1. Какво химично количество CO 2 вещество съдържа толкова кислородни атоми, колкото има в 160 g SO 3 вещество? 2. Какво е химичното количество на веществото CH 4

Задачи 3. Структура на молекулите. Химическа връзка 1. Какъв тип химична връзка има в бариевия оксид? ковалентен неполярен метален ковалентен полярен йонен 2. Какъв тип химична връзка има в хлор(vii) оксид?

Задачи 11. Химични свойства на основите. Химични свойства на киселините 1. Реагира с разтвор на калиев хидроксид 2. Разтвор на сярна киселина реагира с разтвор 3. Разтвор на сярна киселина не реагира

1. От предложения списък изберете две съединения, в които има йон химическа връзка. 2. Образува се водородна връзка между водородните молекули на метанол толуен метанал метанова киселина

Федерална агенция по рибарство Федерален държавен бюджет образователна институцияпо-висок професионално образованиеРазвитие на "Астрахански държавен технически университет".

Вариант 5 част 1 Когато изпълнявате задачите от тази част в листа за отговори MI под номера на задачата, която изпълнявате (A1 - A30), поставете знака "x" в полето, чийто номер съответства на броя на този, който сте избрали

Химия A11 1. Железен(II) сулфид реагира с разтвор на всяко от двете вещества: Железният(II) сулфид е неразтворима сол, така че няма да реагира с други соли, но ще реагира

Химическа реакция. Условия и признаци на химични реакции. Химични уравнения 1. Кое уравнение отговаря на реакцията на разлагане? 2. Кое уравнение отговаря на обменната реакция? 3. Какво

1. Външният оксид на елемента проявява основните свойства: 1) сяра 2) азот 3) барий 4) въглерод 2. Коя от формулите отговаря на израза за степента на дисоциация на електролитите: =

1. Какъв е зарядът на ядрото на кислороден атом? 1) 2 2) +6 3) +7 4) +8 2. Какво е общото в атомите 1 1H, 2 1H, 3 1H? 1) Масово число 2) Брой протони 3) Брой неутрони 4) Радиоактивни свойства Входни тестове

Задачи A25 по химия 1. Сярната киселина проявява окислителни свойства в реакцията, чиято схема е: Окислителите приемат електрони и понижават степента на окисление. Сярна киселинаможе да прояви окислително действие

Химия 11 клас. Демо версия 3 (45 минути) 3 Диагностична тематична работа 3 при подготовка за изпит по ХИМИЯ по темите „Структура на веществата: структура на атома, химична връзка, кристална

4. Задачи за намиране на масата (обем, количество вещество), масова (обемна) част на реакционния продукт и масова част (маса) на химичното съединение в сместа. Решаването на проблеми трябва да започне с анализ

Тест 1 Периодичен закон и периодична система химични елементи. Структурата на атома. 1. Как се различават атомите на изотопи на един елемент? 1) броят на протоните; 2) броят на неутроните; 3) броят на електроните;

Задачи C2 по химия 1. Дават се вещества: фосфор, хлор, водни разтвори на сярна киселина и калиев хидроксид. 1. 2. 3. 4. 2. Дадени са: бромоводородна киселина, натриев перманганат, натриев хидроксид и бром. Записано

9 степен 1. При дисоциацията на 1 mol от какви вещества се образува най-голямото число(в молове) йони? 1. Натриев сулфат 2. Железен (III) хлорид 3. Натриев фосфат 4. Кобалтов (II) нитрат

Демонстрационен вариант на тестови материали за междинно атестиране на ученици от 9 клас (под формата на семейно образование и самообразование) по ХИМИЯ 4 5 В 4-ти период на основната подгрупа V (А) на групата

ЗАДАЧИ НА ЗЪОБЩЕНИЯ КРЪГ НА ОЛИМПИАДАТА „МЛАДИ ТАЛАНТИ. ХИМИЯ» 2009/2010 АКАДЕМИЧНА ГОДИНА Необходимо е да се отговори на задачите във файла с отговори! В задачи 1-20 трябва да изберете една или повече правилни опции.

Демонстрационна версия на междинно удостоверение по химия 11 клас 2017-2018 г. академична година 1. Задача Определете атомите, чиито два от елементите, посочени в серията, имат един на външно енергийно ниво

Задача 1. Посочено е разположението на електроните на 3-то и 4-то електронно ниво на атома желязо: Кой от електроните, посочени с латински букви, отговаря на следните квантови числа? n = 3; л =

Решаване на изчислителни задачи 1. При източване на 160 g разтвор на бариев нитрат с масова част 10 % и 50 g разтвор на калиев хромат с масова част 11 % се утаява утайка. Изчислете масовата част на калиевия нитрат във образуваното

1. Кое уравнение отговаря на реакцията на разлагане? 2. Кое уравнение отговаря на обменната реакция? 3. Кое уравнение отговаря на реакцията на заместване? 4. При реакция на разлагане, придружена от промяна

ХИМИЯ Опция 0000 Инструкция за кандидатите Да се ​​попълни изпитна работаРазпределени са 3 часа (180 минути). Работата се състои от 2 части, включващи 40 задачи. Ако задачата не може да бъде изпълнена незабавно,

Изчислителни задачи по неорганична химия 1. Масова част на метала в оксида на състава, характеризиращ метала: равна на 71,4%. Изберете твърдения, а) НЕ се редуцира с водород от оксид б) се използва

FIPI Trial OGE 2018 по химия Вариант за обучение 1 Изготвен от Мустафина Екатерина Андреевна 1 Фигурата по-долу показва модел на атом 1) бор 2) алуминий 3) азот 4) берилий 2 Атомен радиус

Оценъчни материали за избираемата дисциплина "Решаване на задачи с повишена сложност" за 0 клас Номер на задача Входен контрол Кодификатор на елементи на съдържанието и изисквания за нивото на обучение на завършилите

Билети за преводен изпит по химия в 8 клас Билет 1 1. Предмет химия. Вещества. Веществата са прости и сложни. Свойства на веществата. 2. Киселини. Тяхната класификация и свойства. Билет 2 1. Трансформации на вещества.

Задачи A21 по химия 1. Химичното равновесие в системата ще се измести към продуктите на реакцията с 1) повишаване на налягането 2) повишаване на температурата 3) намаляване на налягането 4) използване на катализатор Принцип

Химия 9 клас. Демонстрация 5 (90 минути) 1 Диагностична тематична работа 5 в подготовка за ОГЕ по ХИМИЯ по темите „Неметали IVA VIIA групи Периодична системахимични елементи D.I.

Йонообменни реакции: задачи за приготвяне 1. В епруветка с разтвор на сол X се добавят няколко капки разтвор на вещество Y. В резултат на реакцията се наблюдава утайка. От предложения списък

Структурата на атома и периодичният закон на Д. И. Менделеев 1. Зарядът на ядрото на атом на химичен елемент, разположен в 3-ти период, група IIA, е 1) +12 2) +2 3) +10 4) + 8 2. Какъв е зарядът на атома на ядрото (+Z),

Задание по химия за влизащите в 10. клас 31.03.2018 Вариант 1 1. Как се извършват следните трансформации: хлор - хлороводород - рубидиев хлорид - хлор? Напишете уравненията на реакцията 2. Смес от кислород и

Спецификация на заключителната работа за междинна атестация на ученици от 11 клас по химия

Вариант 1 Част А А 1. Зарядът на ядрото на фосфорния атом е 1) + 5; 2) +15; 3) +16; 4) +3 A 2. В серията Mg-AI-Si свойствата се променят 1) от метални към неметални 3) от кисели към основни 2) от основно към

Задачи 10. Химични свойства на оксидите 1. Серният(vi) оксид реагира с натриев нитрат хлор алуминиев оксид силициев оксид 2. Серният(iv) оксид реагира с меден(ii) сулфид въглерод кислород

Желязо 1. 7. Вярни ли са следните решенияза свойствата на железните и алуминиевите оксиди? А. И алуминият, и желязото образуват стабилни оксиди в степен на окисление +3. Б. Железният(III) оксид е амфотерен. 2.

Общинска автономна образователна институцияглавен общообразователно училищес. Зарубино Билети по химия Учител по химия Сомова Н.Х. 2012 Изпитни билети по химия Теоретичен

1. ИЗИСКВАНИЯ ЗА НИВОТО НА ПОДГОТОВКА НА ЗАПУБЛИВАНИТЕ.

4.1.3 Задачи от клас 11 1. Една от важните характеристики на ковалентната връзка е нейната дължина. Кое от следните съединения има най-къса дължина на връзката? 1. HF 2. HCl 3. HBr 4. HI 2. Голям брой

ХИМИЯ, 11 клас Вариант 1, март 2014 г. Регионална диагностична работа по ХИМИЯ ВАРИАНТ 1 Част А При изпълнение на задачи A1 A9 във формуляр за отговори 1, под номера на изпълняваната задача, поставете знака "x" в квадратчето,

ХИМИЯ, 11 клас Вариант 1, март 2014 г. Регионална диагностична работа по ХИМИЯ ВАРИАНТ 1 Част А При изпълнение на задачи A1 A9 във формуляр за отговори 1, под номера на изпълняваната задача, поставете знака "x" в квадратчето,

Химичните реакции протичат с различна скорост. Някои от тях напълно завършват за малки части от секундата, други за минути, часове, дни. Освен това същата реакция може да протече бързо при определени условия, например при повишени температури, и бавно при други, например при охлаждане; в този случай разликата в скоростта на една и съща реакция може да бъде много голяма.

Когато се разглежда скоростта на реакцията, е необходимо да се прави разлика между реакциите, протичащи в хомогенна система и реакциите, протичащи в хетерогенна система.

Фазата е част от система, отделена от другите й части чрез интерфейс .

Хомогенна система се нарича система, състояща се от една фаза (ако реакцията протича в хомогенна система, тогава тя протича в целия обем на тази система):

H 2 + Cl 2 \u003d 2HCl

Хетерогенна - система, състояща се от няколко фази (ако възникне реакция между вещества, които образуват хетерогенна система, тогава тя може да се осъществи само на интерфейса на фазите, които образуват системата):

Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2

Реакцията протича само на повърхността на метала, тъй като само тук и двата реагента влизат в контакт един с друг. В тази връзка скоростта на хомогенната реакция и скоростта на хетерогенната реакция се определят по различен начин.

Всяка газообразна система, например смес от азот и кислород, може да служи като пример за хомогенна система. Друг пример за хомогенна система е разтвор на няколко вещества в един разтворител, например, разтвор на натриев хлорид, магнезиев сулфат, азот и кислород във вода. Примерите за хетерогенни системи включват следните системи: вода с лед, наситен разтвор с утайка, въглища и сяра във въздуха. В последния случай системата се състои от три фази: две твърди и една газова.

Скоростта на хомогенна реакция е съотношението на промяната в моларната концентрация на реагентите или реакционните продукти към единица време:

V=∆C⁄∆t=∆n⁄(V∙∆t)

n е количеството вещество.

Скоростта на хетерогенна реакция е промяната в количеството вещество, което влиза в реакция или се образува по време на реакция за единица време на единица площ от фазовата повърхност:

V=∆n⁄(S∙∆t)

Най-важните фактори, които влияят на скоростта на реакцията са:

1. естеството на реагентите;

2. тяхната концентрация;

3. температура;

4. наличието на катализатори в системата;

5. скоростта на някои хетерогенни реакции също зависи от интензивността на движение на течността или газа близо до повърхността, върху която протича реакцията, зоната на контакт.

Нека започнем с най-простото и най-важното:

Зависимост на скоростта на реакцията от концентрациите на реагентите.

Необходимо условие за възникване на химично взаимодействие между частиците на изходните вещества е сблъсъкът им един с друг. Тоест, частиците трябва да се приближат една до друга, така че атомите на едната от тях да изпитат действието на електрически полета, създадени от атомите на другата. Следователно скоростта на реакцията е пропорционална на броя на сблъсъците, които претърпяват молекулите на реагентите.

Броят на сблъсъците от своя страна е толкова по-голям, колкото по-висока е концентрацията на всяко от изходните вещества или толкова по-голям е продуктът на концентрациите на реагиращите вещества. Така че скоростта на реакцията е:

е пропорционално на произведението на концентрацията на вещество А и концентрацията на вещество В. Означавайки концентрациите на вещества А и В, съответно с [A] и [B], можем да напишем^

v =k∙[A]∙ [V]

k - коефициент на пропорционалност - константата на скоростта на тази реакция (определена експериментално).

Получената връзка изразява закона масова акция за химическа реакция, която се случва при сблъсък на две частици: при постоянна температура скоростта на химическата реакция е право пропорционална на продукта от концентрациите на реагентите. (К. Гулдберг и П. Ваадж през 1867г G).

Логично е да се предположи, че ако 3 частици участват в реакцията (Вероятността за едновременен сблъсък на повече от три частици е изключително малка, уравнения, съдържащи повече от 3 частици, са верижни реакции, всяка от които протича отделно и има своя собствена скорост) , тогава законът за масовото действие се записва съответно:

v \u003d k ∙ [A] 2 ∙ [V]

v \u003d k ∙ [A] ∙ [B] ∙ [N]

Както се вижда, в този случай концентрацията на всеки от реагентите се включва в израза на скоростта на реакцията до степен, равна на съответния коефициент в уравнението на реакцията.

Стойността на скоростната константа k зависи от естеството на реагентите, от температурата и от наличието на катализатори, но не зависи от концентрациите на веществата.

При хомогенни реакции:

v =k∙3∙

При хетерогенна реакция уравнението за скоростта на реакцията включва концентрацията само газообразна материя :

2Na (твърд) + H 2 (газ) → 2NaH (твърд)

В състояние на равновесие, когато скоростта на предната реакция е равна на скоростта на обратната реакция, съотношението е изпълнено:

aA + bB+… = zZ+dD+…

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

За изразяване на състоянието на равновесие в реакциите между газообразните вещества често се използват техните парциални налягания:

N 2 (газ) + 3H 2 (газ) → 2NH 3 (газ)

Интересно е:

Зависимост на равновесната константа от температурата и налягането. Както беше споменато в статията за термодинамиката, равновесната константа е свързана с енергията на Гибс чрез уравнението:

Или

От това уравнение може да се види, че равновесната константа е много чувствителна към повишаване/понижаване на температурата и почти нечувствителна към промяна в налягането. Зависимостта на равновесната константа от коефициентите на ентропия и енталпия показва нейната зависимост от естеството на реагентите.

Зависимост на равновесната константа от естеството на реагентите.

Тази зависимост може да се демонстрира чрез прост експеримент:

Zn + 2HCl \u003d ZnCl 2 + H 2

Sn + 2HCl \u003d SnCl 2 + H 2

Водородът се отделя по-интензивно в първата реакция, тъй като Zn е по-активен метал от Sn.

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

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

Водородът се отделя по-интензивно при 1-ва реакция, тъй като H 2 SO 4 е повече силна киселинаотколкото CH3COOH.

Заключение: колкото по-активно е веществото, толкова по-активно реагира. В случай на киселини, активността е тяхната сила (способността да даряват протон), в случай на метали, място в поредицата на напрежението.

Зависимостта на скоростта на хетерогенните реакции от интензивността на движение на течност или газ близо до повърхността, върху която протича реакцията, контактната площ.

Тази зависимост е доказана и експериментално. Тук ще бъде показана зависимостта от контактната площ; зависимостта от скоростта на газа или течността на границата подлежи на логика.

4Al (твърд) +3O 2 →2Al 2 O 3

4Al (натрошен) + 3O 2 → 2Al 2 O 3

Al (натрошен) реагира по-интензивно с кислород (колон от пламък, ако искате да повторите - хвърлете малко сребро в огъня, но много внимателно, спазвайки всички мерки за безопасност) от Al (твърдо), дори не светва .

Заключение: степента на смилане влияе върху скоростта на реакцията: колкото по-фино е веществото, толкова повече площконтакт на реагентите, толкова по-висока е скоростта на хетерогенните реакции.

Зависимостта на скоростта на реакцията от температурата.

Молекулярно-кинетичната теория на газовете и течностите дава възможност да се изчисли броят на сблъсъците между молекулите на определени вещества при определени условия. Ако използваме резултатите от подобни изчисления, се оказва, че броят на сблъсъците между молекулите на веществата при нормални условия е толкова голям, че всички реакции трябва да протичат почти мигновено. В действителност обаче не всички реакции завършват бързо. Това противоречие може да се обясни, ако приемем, че не всеки сблъсък на молекулите на реагиращите вещества води до образуване на продукт на реакцията. За да се осъществи реакция, тоест за образуване на нови молекули, първо е необходимо да се разрушат или отслабят връзките между атомите в молекулите на изходните вещества. За това е необходимо определено количество енергия. Ако сблъскващите се молекули нямат тази енергия, тогава сблъсъкът ще бъде неефективен - няма да доведе до образуването на нова молекула. Ако кинетичната енергия на сблъскващите се молекули е достатъчна за отслабване или разрушаване на връзките, тогава сблъсъкът може да доведе до пренареждане на атомите и образуване на молекула от ново вещество.

Енергията, която трябва да притежават молекулите, за да може сблъсъкът им да доведе до образуването на ново вещество, се нарича енергия на активиране на тази реакция.

С повишаване на температурата броят на активните молекули се увеличава. От това следва, че скоростта на химическата реакция също трябва да се увеличава с повишаване на температурата.

Тази зависимост се изразява чрез правилото на Van't Hoff: С повишаване на температурата на всеки 10 ℃ скоростта на реакцията се увеличава 2-4 пъти:

V 2 е крайната скорост на реакцията V 1 е началната скорост на реакцията; γ (∆t ℃)⁄10 е температурен коефициент, показващ колко пъти скоростта ще се увеличи, когато температурата се повиши с 10 ℃ (коефициент градус).

Интересно е:

Както бе споменато по-горе, за да бъдат полезни сблъсъците на молекули, те трябва да имат енергия на активиране. Енергията на активиране на различните реакции е различна. Неговата стойност е факторът, чрез който се влияе върху влиянието на естеството на реагиращите вещества върху скоростта на реакцията. За някои реакции енергията на активиране е малка, за други, напротив, е голяма.

Ако енергията на активиране е много ниска (по-малко от 40 kJ/mol), това означава, че значителна част от сблъсъците между частиците на реагентите води до реакцията. Скоростта на такава реакция е голяма. Ако енергията на активиране на реакцията е много висока (повече от 120 kJ/mol), това означава, че само много малка част от сблъсъците на взаимодействащите частици води до възникване на химическа реакция. Скоростта на такава реакция е много бавна. Ако енергията на активиране на реакцията не е много малка и не много голяма (40-120 kJ / mol), тогава такава реакция няма да протече много бързо и не много бавно. Скоростта на такава реакция може да бъде измерена.

Реакциите, които изискват забележима енергия на активиране за своето протичане, започват с прекъсване или отслабване на връзките между атомите в молекулите на изходните вещества. В този случай веществата преминават в нестабилно междинно състояние, характеризиращо се с голямо количество енергия. Това състояние се нарича активиран комплекс. Именно за образуването му е необходима енергията на активиране. Нестабилният активиран комплекс съществува много кратко време. Той се разлага, за да образува продукти на реакцията. В най-простия случай активираният комплекс е конфигурация от атоми, в която старите връзки са отслабени. Помислете за реакцията:

Където в началото са изходните реагенти, след това активираният комплекс, след това продуктите на реакцията.

Тази енергия, необходима за прехода на веществата в активиран комплекс, се нарича енергия на Гибс на активиране. Това е свързано с ентропията и енталпията на активиране чрез уравнението:

Енергията, необходима за прехвърляне на вещества в състояние на активиран комплекс, се нарича енталпия на активиране. H≠ Но също толкова важна е ентропията на активиране, тя зависи от броя и ориентацията на молекулите в момента на сблъсък.

Има благоприятни ориентации ("а") и неблагоприятни ("b" и "c").

Енергийните нива в реагиращата система са показани на диаграмата по-долу. От него се вижда, че във взаимодействието влизат само онези молекули, които притежават необходимата енергия на Гибс на активиране; най-високата точка е състоянието, когато молекулите са толкова близо една до друга и техните структури са изкривени, че е възможно образуването на реакционни продукти:

По този начин, енергията на Гибс на активиране е енергийна бариера, която разделя реагентите от продуктите. Похарчени за активиране на молекули след това се отделя като топлина.

Зависимост от наличието на катализатор в системата.Катализа.

Веществата, които не се изразходват в резултат на реакцията, но влияят на нейната скорост, се наричат ​​катализатори.

Феноменът на промяна на скоростта на реакция под действието на такива вещества се нарича катализ. Реакциите, които протичат под действието на катализатори, се наричат ​​каталитични.

В повечето случаи ефектът на катализатора се обяснява с факта, че намалява енергията на активиране на реакцията. В присъствието на катализатор реакцията протича през различни междинни етапи, отколкото без него, като тези етапи са енергийно по-достъпни. С други думи, в присъствието на катализатор възникват други активирани комплекси и тяхното образуване изисква по-малко енергия, отколкото образуването на активирани комплекси, които възникват без катализатор. По този начин енергията на активиране на реакцията се понижава; някои молекули, чиято енергия е била недостатъчна за активни сблъсъци, сега се оказват активни.

Разграничаване на хомогенна и хетерогенна катализа.

В случай на хомогенна катализа, катализаторът и реагентите образуват една фаза (газ или разтвор).

В случай на хетерогенна катализа, катализаторът присъства в системата като независима фаза. При хетерогенна катализа реакцията протича на повърхността на катализатора; следователно активността на катализатора зависи от размера и свойствата на неговата повърхност. За да има голяма („развита”) повърхност, катализаторът трябва да има пореста структура или да е в силно натрошено (силно диспергирано) състояние. В практическо приложениекатализаторът обикновено се прилага върху носител с пореста структура (пемза, азбест и др.).

Катализаторите се използват широко в химическата промишленост. Под въздействието на катализатори реакциите могат да се ускорят милиони пъти или повече. В някои случаи под действието на катализатори могат да се възбудят такива реакции, които практически не протичат без тях при дадени условия.

Интересно е:

Както вече беше споменато, промяна в скоростта на реакцията в присъствието на катализатор възниква поради намаляване на енергията на активиране на отделните му етапи. Нека разгледаме това по-подробно:

(A…B)-активиран комплекс.

Нека тази реакция има висока енергия на активиране и да протича с много ниска скорост. Нека има съдържание К (катализатор), който лесно взаимодейства с А и формиране АК :

(A…K)-активиран комплекс.

AK лесно взаимодейства с B, за да образува AB:

AK+B=(AK…B)=AB+K

(AK…B)-активиран комплекс.

AK+B=(AK…B)=AB+K

Сумирайки тези уравнения, получаваме:

Всичко по-горе е показано на графиката:

Интересно е:

Понякога ролята на катализатори играят свободните радикали, поради които реакцията протича по верижен механизъм (обяснение по-долу). Например реакция:

Но ако в системата се въведе водна пара, тогава се образуват свободни радикали. ∙OH и H∙.

∙OH+CO=CO 2 +H∙

H∙+O 2 =∙OH+∙O

CO+∙O=CO2

Така реакцията протича много по-бързо.

Верижни реакции. Верижните реакции протичат с участието на активни центрове - атоми, йони или радикали (фрагменти от молекули), които имат несдвоени електрони и в резултат на това проявяват много висока реактивност.

При актовете на взаимодействие на активните центрове с молекулите на изходните вещества се образуват молекули на реакционния продукт, както и нови активни частици - нови активни центрове, способни на акт на взаимодействие. По този начин активните центрове служат като създатели на вериги от последователни трансформации на вещества.

Пример за верижна реакция е синтезът на хлороводород:

Х2 (газ)+ кл2 (газ)=2HCl

Тази реакция се причинява от действието на светлината. Поглъщане на квант лъчиста енергия λυ хлорната молекула води до нейното възбуждане. Ако вибрационната енергия надвишава енергията на свързване между атомите, тогава молекулата се разпада:

Cl 2 +λυ=2Cl∙

Получените хлорни атоми лесно реагират с водородни молекули:

Cl∙+Х 2 =HCl+H∙

Водородният атом от своя страна лесно реагира с хлорната молекула:

H∙+Cl2 =HCl+Cl∙

Тази последователност от процеси продължава. С други думи, един погълнат светлинен квант води до образуването на много HCI молекули. Веригата може да приключи, когато частиците се сблъскат със стените на съда, както и при сблъсък на две активни частици и една неактивна, в резултат на което активните частици се комбинират в молекула, а освободената енергия се отвежда от неактивна частица. В такива случаи веригата прекъсва:

Cl∙+Cl∙=Cl 2

Cl∙+Cl∙+Z=Cl 2 +Z∙

Където З е третата частица.

Това е механизмът на верижна реакция към права верижна реакция: при всяко елементарно взаимодействие един активен център образува, освен молекулата на реакционния продукт, един нов активен център.

Реакциите с разклонена верига включват например реакцията на образуване на вода от прости вещества. Следният механизъм на тази реакция беше експериментално установен и потвърден чрез изчисления:

Х 2 +O 2 \u003d 2 ∙OH

∙OH+Х 2 = Х 2 O+H∙

H ∙ + O 2 \u003d ∙ OH + O ∙ ∙

О ∙ ∙ +Х 2 =∙OH+H∙

По верижния механизъм протичат важни химични реакции като горене, експлозии, процеси на окисление на въглеводороди (получаване на алкохоли, алдехиди, кетони, органични киселини) и реакции на полимеризация. Следователно, теорията на верижните реакции служи научна основаредица важни клонове на инженерната и химическата технология.

Верижните процеси включват също ядрени верижни реакции, протичащи, например, в ядрени реактори или по време на експлозия на атомна бомба. Тук ролята на активна частица играе неутрон, чието проникване в ядрото на атома може да доведе до неговото разпадане, придружено от освобождаване на висока енергия и образуване на нови свободни неутрони, които продължават веригата от ядрени трансформации.

Интересно е:

Скорост на реакцията в хетерогенни системи. Хетерогенните реакции имат голямо значениев технологиите.

Като се имат предвид хетерогенните реакции, е лесно да се види, че те са тясно свързани с процесите на пренос на материята. Всъщност, за да протече една реакция, например изгарянето на въглища, е необходимо въглеродният диоксид, образуван по време на тази реакция, да се отстранява постоянно от повърхността на въглищата и нови количества кислород да се приближават към нея. И двата процеса (оттегляне CO2 от повърхността на въглищата и доставките O2 към него) се осъществяват чрез конвекция (изместване на маса от газ или течност) и дифузия.

По този начин в хода на хетерогенна реакция могат да се разграничат най-малко три етапа:

1. Подаване на реагента към повърхността;

2. Химическа реакция на повърхността;

3. Отстраняване на реакционния продукт от повърхността.

В стационарно състояние на реакцията и трите нейни етапа протичат с еднаква скорост. Освен това, в много случаи енергията на активиране на реакцията е ниска и вторият етап (действителната химическа реакция) би могъл да протече много бързо, ако доставянето на реагента към повърхността и отстраняването на продукта от нея също се случват бързо достатъчно. Следователно скоростта на такива реакции се определя от скоростта на пренос на веществото. Може да се очаква, че с увеличаване на конвекцията скоростта им ще се увеличи. Опитът потвърждава това предположение. И така, реакцията на изгаряне на въглища:

C + O 2 \u003d CO 2

чийто химически етап изисква малка енергия на активиране, протича толкова по-бързо, колкото по-интензивно кислород (или въздух) се подава към въглищата.

Въпреки това, не във всички случаи скоростта на хетерогенна реакция се определя от скоростта на пренос на веществото. Определящият етап на реакциите, чиято енергия на активиране е висока, е вторият етап - същинската химическа реакция. Естествено, скоростта на такива реакции няма да се увеличи с повишено разбъркване. Например окисляването на желязото с кислород влажен въздухне се ускорява с увеличаване на подаването на въздух към металната повърхност, тъй като тук енергията на активиране на химическия етап на процеса е доста висока.

Етапът, който определя скоростта на реакцията, се нарича скорост-ограничаваща стъпка. В първия пример стъпката, ограничаваща скоростта, е преносът на материя, във втория - действителната химическа реакция.

необратими и обратими реакции. химичен баланс. Изместване на химическото равновесие. Принципът на Льо Шателие.

Всички химични реакции могат да бъдат разделени на две групи: необратими и обратими реакции. Необратимите реакции протичат до края - докато един от реагентите не се изразходва напълно. Обратимите реакции не протичат до края: при обратима реакция нито един от реагентите не се изразходва напълно. Тази разлика се дължи на факта, че една необратима реакция може да протече само в една посока. Обратимата реакция може да протича както в посока напред, така и в обратна посока.

Помислете за два примера:

1) Взаимодействието между цинк и концентрирана азотна киселина протича:

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

При достатъчно количество азотна киселина реакцията ще приключи едва когато целият цинк се разтвори. Освен това, ако се опитате да извършите тази реакция в обратна посока - да преминете азотен диоксид през разтвор на цинков нитрат, тогава металният цинк и азотната киселина няма да работят - тази реакция не може да протече в обратна посока. По този начин взаимодействието на цинк с азотна киселина е необратима реакция.

2) Синтезът на амоняк протича съгласно уравнението:

3H 2 +N 2 ↔2NH 3

Ако един мол азот се смеси с три мола водород, условия, благоприятни за протичането на реакцията в системата, и след достатъчно време се анализира газовата смес, резултатите от анализа ще покажат, че не само реакционният продукт (амоняк) ще да присъстват в системата, но и изходните вещества (азот и водород). Ако сега, при същите условия, като изходно вещество се постави не азотно-водородна смес, а амоняк, тогава ще бъде възможно да се установи, че част от амоняка се разлага на азот и водород и крайното съотношение между количествата от трите вещества ще бъде същото, както в този случай, когато се тръгва от смес от азот и водород. По този начин синтезът на амоняк е обратима реакция.

В уравненията на обратимите реакции вместо знака за равенство могат да се използват стрелки; те символизират протичането на реакцията както в посока напред, така и в обратна посока.

При обратими реакции едновременно се появяват продукти на реакцията и концентрацията им се увеличава, но в резултат на това започва да протича обратната реакция и нейната скорост постепенно се увеличава. Когато скоростите на предната и обратната реакция станат еднакви, химическо равновесие. И така, в последния пример се установява равновесие между азот, водород и амоняк.

Химическото равновесие се нарича динамично равновесие. Това подчертава, че при равновесие възникват както предни, така и обратни реакции, но скоростта им е еднаква, в резултат на което промените в системата не се забелязват.

Количествена характеристика на химичното равновесие е величина, наречена константа на химическото равновесие. Нека да разгледаме реакцията като пример:

Системата е в равновесие:

следователно:

Равновесната константа на тази реакция.

При постоянна температура равновесната константа на обратима реакция е постоянна стойност, показваща съотношението между концентрациите на реакционните продукти (числител) и изходните материали (знаменател), което се установява при равновесие.

Уравнението на равновесната константа показва, че при равновесни условия концентрациите на всички вещества, участващи в реакцията, са взаимосвързани. Промяната в концентрацията на някое от тези вещества води до промяна в концентрациите на всички останали вещества; в резултат се установяват нови концентрации, но съотношението между тях отново отговаря на равновесната константа.

За изразяване на равновесната константа на хетерогенните реакции, както и изразяването на закона за масовото действие, се включват концентрациите само на тези вещества, които са в газовата фаза. Например за реакция:

равновесната константа има формата:

Стойността на равновесната константа зависи от естеството на реагентите и от температурата. Не зависи от наличието на катализатори. Както вече споменахме, равновесната константа е равна на съотношението на скоростните константи на правата и обратната реакция. Тъй като катализаторът променя енергията на активиране както на предната, така и на обратната реакция с еднакво количество, това не влияе на съотношението на техните константи на скоростта. Следователно катализаторът не влияе върху стойността на равновесната константа и следователно не може нито да увеличи, нито да намали добива от реакцията. Тя може само да ускори или забави настъпването на равновесие. Това може да се види на графиката:

Изместване на химическото равновесие. Принципът на Льо Шателие. Ако системата е в състояние на равновесие, тогава тя ще остане в нея до външни условиясе поддържат постоянни. Ако условията се променят, тогава системата ще излезе от равновесие - скоростите на директния и обратния процес ще се променят различно - реакцията ще продължи. От голямо значение са случаите на дисбаланс поради промени в концентрацията на някое от веществата, участващи в равновесието, налягането или температурата.

Принципът на Льо Шателие:

Ако се окаже някакво въздействие върху система в равновесие, тогава в резултат на процесите, протичащи в нея, равновесието ще се измести в такава посока, че въздействието ще намалее.

Наистина, когато едно от веществата ( се влияе от увеличаване/намаляване на концентрацията само на газообразно вещество) участващи в реакцията, равновесието се измества към консумацията на това вещество. Когато налягането се повиши, то се измества, така че налягането в системата намалява; с повишаване на температурата, равновесието се измества към ендотермична реакция - температурата в системата пада (повече за това по-долу).

Принципът на Льо Шателие се прилага не само за химическите, но и за различни физико-химични равновесия. Изместването на равновесието при промяна на условията на такива процеси като кипене, кристализация, разтваряне се извършва в съответствие с принципа на Льо Шателие.

1. Дисбаланс, дължащ се на промяна в концентрацията на някое от веществата, участващи в реакцията.

Нека водород, йодид водород и йодни пари са в равновесие един с друг при определена температура и налягане. Нека внесем допълнително количество водород в системата. Според закона за масовото действие увеличаването на концентрацията на водород ще доведе до увеличаване на скоростта на предната реакция - синтеза на HI, докато скоростта на обратната реакция няма да се промени. В посока напред реакцията ще продължи по-бързо, отколкото в обратна посока. В резултат на това концентрациите на водородни и йодни пари ще намалеят, което ще доведе до забавяне на предната реакция и концентрацията на HI ще се увеличи, което ще предизвика ускоряване на обратната реакция. След известно време скоростите на предната и обратната реакция отново ще станат равни - ще се установи ново равновесие. Въпреки това, концентрацията на HI сега ще бъде по-висока, отколкото преди добавянето на H 2 , а концентрацията на H 2 ще бъде по-ниска.

Процесът на промяна на концентрациите, причинен от дисбаланс, се нарича изместване или изместване на равновесието.

Ако в този случай има увеличение на концентрациите на вещества от дясната страна на уравнението, тогава те казват, че равновесието се измества надясно, т.е. в посока на потока на директната реакция; с обратно изменение на концентрациите, те говорят за изместване на равновесието наляво - в посока на обратната реакция. В този пример равновесието се е изместило надясно. В същото време веществото (H 2), чието увеличаване на концентрацията предизвика дисбаланс, влезе в реакция - концентрацията му намаля.

По този начин, с увеличаване на концентрацията на някое от веществата, участващи в равновесието, равновесието се измества към консумацията на това вещество; когато концентрацията на някое от веществата намалява, равновесието се измества към образуването на това вещество.

2. Дисбаланс поради промяна в налягането (чрез намаляване или увеличаване на обема на системата).

Когато в реакцията участват газове, равновесието може да бъде нарушено от промяна в обема на системата. С увеличаване на налягането чрез компресиране на системата, равновесието се измества към намаляване на обема на газовете, т.е. към намаляване на налягането; с намаляване на налягането, равновесието се измества към увеличаване на обема, т.е. под налягане:

3H 2 +N 2 ↔2NH 3

С увеличаване на налягането реакцията ще се измести към образуването на амоняк; когато налягането намалее, към реагентите.

3. Нарушаване на равновесието поради промяна на температурата.

Равновесието на по-голямата част от химичните реакции се измества с температурата. Факторът, който определя посоката на изместване на равновесието, е знакът на топлинния ефект на реакцията. Може да се покаже, че когато температурата се повиши, равновесието се измества в посока на ендотермичната реакция, а когато намалява, се измества в посока на екзотермичната реакция:

Това означава, че с повишаване на температурата добивът на водороден йод ще се увеличи, с намаляването, равновесието ще се измести към реагентите.

Физични методи за стимулиране на химични трансформации.

Реактивността на веществата се влияе от: светлина, йонизиращо лъчение, налягане, механично действие, радиолиза, фотолиза, лазерна фотохимия и др. Тяхната същност е да създават по различни начини свръхравновесни концентрации на възбудени или заредени частици и радикали, чиито реакции с други частици водят до определени химични трансформации.