ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Тема 1.6. Химические реакцииХимическая реакция – это процесс, в результате которого из одних веществ образуются другие, отличающиеся от них по составу и строению. Химические реакции можно классифицировать по следующим признакам. 1) По составу вещества: а) реакции, идущие с изменением состава вещества (реакции соединения, разложения, замещения, обмена), б) реакции, протекающие без изменения состава вещества. Пример: С (графит) «С (алмаз), 3О2 (кислород) «2О3 (озон). 2) По изменению степени окисления химических элементов: а) реакции, идущие без изменения степени окисления. Пример: , б) реакции, идущие с изменением степени окисления – окислительно-восстановительные (ОВР). Пример: 2 . 3) По агрегатному состоянию: а) гетерогенные – реакции, в которых реагирующие вещества и продукты реакции находятся в разных агрегатных состояниях. Пример: СаО (тв) + СО2(г) «СаСО3(тв), б) гомогенные – реакции, в которых все вещества находятся в одном агрегатном состоянии. Пример: N2(г) + 3H2(г) «2NH3(г). 4) По участию катализатора: а) некаталитические реакции, идущие без участия катализатора. Пример: , б) каталитические - реакции, которые идут с только участием катализатора. 5) По направлению: а) необратимые реакции протекают только в одном направлении до полного расходования одного из исходных веществ (¯,, Н2О), б) обратимые реакции протекают как в прямом, так и в обратном направлении. 6) По тепловому эффекту: а) экзотермические - реакции, которые протекают с выделением теплоты Q (+Q), б) эндотермические - реакции, которые протекают с поглощением теплоты Q (- Q). Тепловой эффект химической реакции – количество выделенной или поглощенной в результате химической реакции теплоты. Реакция разложения – химическая реакция, при которой из одного вещества образуется 2 или несколько новых веществ. Реакция соединения – химические реакции, при которых из двух или нескольких веществ получается одно сложное вещество. Реакции замещения – химические реакции, при которых атомы, составляющие простое вещество, замещают атомы одного из элементов сложного вещества. Реакция обмена – химические реакции, при которых молекулы двух сложных веществ обмениваются атомами или атомными группами. Скорость химических реакций (V) определяется изменением концентрации прореагировавшего или образующегося вещества в единицу времени и соответствует формуле: .
На скорость химических реакций влияют различные факторы: 1) Природа реагирующих веществ. 2) Для вещества в растворенном состоянии и газов скорость химических реакций зависит от концентрации реагирующих веществ. 3) Для веществ, находящихся в твердом состоянии, скорость реакции прямо пропорциональна поверхности реагирующих веществ. Закон действующих масс (1867г., Гульдберг, Вааге) для гомогенных систем звучит так: при постоянной температуре скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению молярных концентраций реагирующих веществ. Зависимость выражают формулой: , где а,b – коэффициенты уравнения реакции, k – константа скорости, С – концентрации реагирующих веществ. 4) При повышении температуры на каждые 10°С скорость большинства реакций увеличивается в 2-4 раза (правило Вант – Гоффа). Зависимость выражают формулой: , где g - температурный коэффициент скорости, т.е. число, характеризующее ускорение реакции при нагревании на 10°С. 5) Присутствие некоторых веществ (ингибиторы и катализаторы). Вещества, которые ускоряют химические реакции, но сами при этом не расходуются, называют катализаторами. Химическое равновесие – состояние системы, при котором скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции. Зависимость отражается формулой: , где Кр – константа равновесия, k – константа скорости химической реакции. Если Кр = 1, - устанавливается химическое равновесие системы. Если Кр > 1, - продуктов реакции больше, чем реагентов. Если Кр < 1, - продуктов реакции меньше, чем исходных веществ. Правило смещения химического равновесия под влиянием внешних условий Ле Шателье (1884 г) звучит так: Если на систему, находящуюся в равновесии, оказывается внешнее воздействия (изменение С, р, t), то химическое равновесие смещается в ту сторону, которая ослабляет данное воздействие. Следствия принципа смещения химического равновесия Ле Шателье: 1) при повышении концентрации (С) реагирующего вещества равновесие смещается в сторону образования продуктов реакции; 2) при повышении давления химическое равновесие смещается в сторону той реакции, при которой объем образующихся газов уменьшается; 3) при повышении температуры химическое равновесие смещается в сторону эндотермической реакции; 4) при понижении температуры химическое равновесие смещается в сторону экзотермического процесса. Пример 1. Определим, как сместится химическое равновесие в реакции N2+O2 2NO-Q при повышении температуры. Согласно принципу Ле Шателье при повышении температуры химическое равновесие смещается в сторону эндотермической реакции, т.е. в данном случае - в сторону прямой реакции. Пример 2. Определим, как сместится химическое равновесие в реакции N2+O2 2NO-Q при понижении давления. При понижении температуры химическое равновесие смещается в сторону той реакции, при которой объем образующихся газов увеличивается. Из уравнения видно, что объёмы газов в левой и правой части уравнения одинаковые, поэтому равновесие не смещается. Катализ – изменение скорости реакций под действием катализатора. Гомогенный катализ – катализатор находится в таком же агрегатном состоянии, как и реагирующие вещества. Гетерогенный катализ – агрегатные состояния катализатора и реагента различаются. Окислительно – восстановительными реакциями (ОВР) называют реакции, которые протекают с изменением степени окисления элементов. Восстановитель – атом или ион, который отдает электроны и окисляется. Окислитель - атом или ион, который принимает электроны и восстанавливается. Восстановление – процесс принятия электронов. Окисление – процесс отдачи электронов. По распределению функций окислителя и восстановителя выделяют следующие типы ОВР: 1. Межмолекулярная ОВР – реакция, в которой функции окислителя и восстановителя выполняют разные реагирующие вещества. 2. Внутримолекулярная ОВР – реакция, в которой изменение степени окисления атомов происходит в одной и той же молекуле. 3. Реакция диспропорционирования – реакция, при которой окислительные и восстановительные функции выполняют атомы одного элемента в одной и той же степени окисления. 4. Реакция конмутации – реакция, в результате которой химический элемент, окисляясь и восстанавливаясь, приобретает одинаковую степень окисления.
1. Алгоритм расчета количества теплоты по термохимическим уравнениям реакции: 1) Записать условие задачи. 2) Записать термохимическое уравнение. 3) Подписать формулы веществ известных исходных данных. 4) Над подчеркнутой формулой указать исходные данные, под формулой числовые значения. 5) Рассчитать исходное количество теплоты в кДж. 6) Записать ответ. Пример: Вычислить, какое количество теплоты выделится при сгорании 6,2 г фосфора. Термохимическое уравнение реакции: 4Р(тв) +5О2(газ)® 2Р2О5 (тв)+ 3010 кДж.
Дано: Решение: m (Р)=6,2 г 6,2г Q Найти: 4Р + 5O2 ® 2Р2O5 + 3010кДж Q-? 4×31г\моль Ответ: при сгорании 6,2 граммов фосфора выделяется 150,5 к Дж. 2. Алгоритм вычисления массы (m) продуктов реакции по заданному количеству исходного вещества: 1) Записать условие задачи. 2) Составить уравнение реакции. 3) Подчеркнуть формулы веществ, о которых идет речь. 4) Записать исходные данные. 5) Рассчитать количество вещества. 6) Найти М определяемого вещества, зная что [M]=Mr. 7) Используем формулу и вычисляем массу вещества . 8) Записываем ответ. Пример: Рассчитать массу H2O, образовавшейся в результате взаимодействия 0,5 моль оксида алюминия с серной кислотой при нагревании. Дано: Решение: n(Al2O3)=0,5 моль 0,5моль n моль Найти: Al2O3 + 3H2SO4 ® Al2(SO4)3 + 3H2O M(H2O)-? 1 моль 3 моль Ответ: при взаимодействии оксида алюминия с серной кислотой образуется 27 граммов воды. Задания для самоконтроля: Задание № 1. Химической реакции в растворе отвечает уравнение: А+В=С. Как изменится скорость реакции если: а) концентрацию А увеличить в 2 раза, оставив концентрацию В прежней, б) концентрацию одного из веществ увеличить в 2 раза, а другого – в 2 раза уменьшить. Задание № 2. При повышении температуры на 10ºС скорость химической реакции возрастает в 2 раза. При 20ºС она равна 0,04 . Какова будет скорость этой реакции при: а) 40ºС, б) 10ºС, в) 0ºС, г) 20ºС? Задание № 3. В какую сторону сместится равновесие химической системы (влево или вправо), соответствующей реакции: 2SO2+O2 2SO3+Q а) при повышении температуры, б) при повышении давления. Задание № 4. Вычислите, какое количество теплоты поглощается при окислении 14г азота. Термохимическое уравнение реакции окисления азота: N2+O2=2NO-180, 8 кДж. Задание № 5. Напишите электронные уравнения, расставьте коэффициенты и укажите восстановитель и окислитель в следующих реакциях: а) Mg+H2SO4=MgSO4+H2, б) Zn+CuCl2=ZnCl2+Cu, в) H2+J2=HJ, г) O2+Na2SO3=Na2SO4. Задание № 6. Методом электронного баланса подберите коэффициенты в схемах ОВР: а) FeCl3+KJ=FeCl2+J2+KCl, б) S+KOH=K2S+K2SO3+H2O, в) MnS+НNО3=MnSO4+NO2+H2O. Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|