Химическая кинетика и равновесие в гомогенных системах

Сентябрь 9, 2022

Главная
Химия
Химическая кинетика и равновесие в гомогенных системах

Содержание

2. Химической кинетикой называют учение о скорости химических реакций и зависимости ее от различных условий – природы
3. Скоростью гетерогенной реакции называется количество вещества, вступающего в реакцию или образующегося при реакции за единицу времени
6. Влияние концентрации. Скорость гомогенной реакции, протекающей при постоянной температуре, прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ. υ
7. Влияние температуры Согласно правилу Вант-Гоффа, при повышении температуры на каждые 10оС скорость реакции увеличивается в 2-4
8. Избыточная энергия, которой должны обладать молекулы для того, чтобы их столкновение могло привести к образованию нового
9. Энергия активации Энергия активации Еа равна разности энергий переходного и исходного состояний: Еа = Еперех.сост. -
10. Влияние катализатора Катализаторы – вещества, которые могут активизировать реакцию или изменять ее скорость, но не изменяют
11. Механизм действия катализаторов, ускоряющих реакцию, связан с тем, что они снижают энергию активации реакции за счет
12. Селективность катализатора Cпособность ускорять одну из возможных при данных условиях параллельных реакций. Благодаря этому можно, применяя
13. Ингибиторы Механизм действия ингибиторов аналогичен механизму действия катализаторов – они участвуют в промежуточных стадиях процесса. Следствием
14. Сложные химические реакции
15. Виды сложных реакций Обратимые – реакция идет в двух направлениях: прямом и обратном NH4CNO↔(NH2)2CO (получение карбамида)
16. Цепные реакции Цепные – это реакции, состоящие из ряда последовательных стадий, когда активные частицы, образующиеся в
17. Химические реакции, которые при одних и тех же условиях могут идти в противоположных направлениях, называются обратимыми.
18. Состояние, в котором скорость обратной реакции становится равной скорости прямой реакции, называется химическим равновесием.
20. Анри-Луи Ле Шателье (1850—1936) — член Парижской академии наук, президент Французского химического общества — широко известен
21. Принцип Ле Шателье Направление сдвига равновесия в общем виде определяется принципом Ле Шателье: Если находящаяся в
22. При повышении давления равновесие сдвигается в направлении образования веществ (исходных или продуктов) с меньшим объемом; при
23. Рассмотрим применение принципа Ле Шателье к различным типам воздействия: 1. Увеличение концентрации исходных веществ и удаление
25. Список используемых источников Глинка Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов/Под ред. А.И. Ермакова. – М.:
26. Скорость химической реакции не зависит от: а) концентрации реагирующих веществ; б) температуры ; в) концентрации продуктов
27. Какой из законов является основополагающим в области химической кинетики: а) закон постоянства состава; б) закон объемных
28. На состояние химического равновесия, как правило, не влияет: а) изменение давления; б) изменение температуры; в) использование
29. На сколько градусов надо повысить температуру, чтобы скорость реакции возросла в 625 раз при температурном коэффициенте
30. В каком случае система приходит в состояние химического равновесия: а) при оптимальном давлении в системе; б)
31. Чем объясняется повышение скорости реакции при введении в систему катализатора: а) уменьшением энергии активации; б) увеличением
32. Назовите вещества, снижающие скорость химической реакции: а) катализаторы; б) окислители; в) ингибиторы; г) красители.
34. Скачать презентацию

Слайд 2

Химической кинетикой называют учение о скорости химических реакций и зависимости

ее от различных условий – природы и концентрации реагирующих веществ, температуры, присутствия катализаторов и др.
Под скоростью реакции понимают изменение концентрации реагирующих веществ или продуктов реакции в единицу времени.
Различают гомогенные реакции (протекающие в гомогенных системах) и гетерогенные реакции (протекающие в гетерогенных системах).

Слайд 3

Скоростью гетерогенной реакции называется количество вещества, вступающего в реакцию или

образующегося при реакции за единицу времени на единице поверхности фазы.
Скоростью гомогенной реакции называется количество вещества, вступающего в реакцию или образующегося при реакции за единицу времени в единице объема системы.

Слайд 4

Слайд 5

Слайд 6

Влияние концентрации.
Скорость гомогенной реакции, протекающей при постоянной температуре, прямо пропорциональна

произведению концентраций реагирующих веществ.
υ = k [A][B]
где [A] и [B] - концентрации веществ А и В;
k – коэффициент пропорциональности, константа скорости реакции.
В общем виде скорость реакции mA+nB = уАВ выразится формулой:
υ = k [A] m [B] n

К условиям, влияющим на скорость химической реакции, относятся : -концентрация реагирующих веществ; -температура; - катализаторы.

Слайд 7

Влияние температуры
Согласно правилу Вант-Гоффа, при повышении температуры на каждые 10оС скорость

реакции увеличивается в 2-4 раза.

Слайд 8

Избыточная энергия, которой должны обладать молекулы для того, чтобы их столкновение

могло привести к образованию нового вещества, называется энергией активации данной реакции. Уравнение Аррениуса k = ZPe -Ea/(RT)

R – универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/моль.К
Т - температура, К;
Р - стерический множитель;
е – основание натурального логарифма;
Z – число столкновений молекул в секунду в единице объема.

Слайд 9

Энергия активации
Энергия активации Еа равна разности энергий переходного и исходного состояний:

Еа = Еперех.сост. - Еисх.сост.

Слайд 10

Влияние катализатора
Катализаторы – вещества, которые могут активизировать реакцию или изменять ее

скорость, но не изменяют саму реакцию, ее направление.
Механизм действия катализатора реакции
А + В = АВ
К + А → А…К → АК, Е1
АК + В → АК…В → АВ + К, Е2

Слайд 11

Механизм действия катализаторов, ускоряющих реакцию, связан с тем, что они

снижают энергию активации реакции за счет образования промежуточных соединений с реагирующими веществами (каталитических комплексов), обладающих меньшей энергией:

Слайд 12

Селективность катализатора
Cпособность ускорять одну из возможных при данных условиях параллельных

реакций. Благодаря этому можно, применяя различные катализаторы, из одних и тех же исходных веществ получать различные продукты:
СО + Н2 → СН3ОН (катализатор – медь);
СО + Н2 → СН4 + Н2О (никелевый катализатор).
Однако катализаторы не способны повлиять на состояние равновесия, т.е. увеличить выход продукта в обратимых реакциях. Катализатор при обратимой реакции ускоряет как прямую, так и обратную реакции, т.е. его введение приводит только к установлению равновесия за более короткий промежуток времени.

Слайд 13

Ингибиторы
Механизм действия ингибиторов аналогичен механизму действия катализаторов – они участвуют в

промежуточных стадиях процесса. Следствием этого является снижение числа активных молекул реагента, обеспечивающих протекание реакции.
Атомы тяжелых металлов, например, ртуть, в организме человека реагируют с молекулами белков, ингибируя тем самым многие жизненно важные химические процессы.

Слайд 14

Сложные химические реакции

Слайд 15

Виды сложных реакций
Обратимые – реакция идет в двух направлениях:
прямом и обратном

NH4CNO↔(NH2)2CO (получение карбамида)
Параллельные - реакции если одно и то же вещество может реагировать по двум и более направлениям и при этом образуются различные продукты
С+О2 = СО2; 2С+О2 = 2СО.
Последовательные - реакции, протекающие таким образом, что вещества, образующиеся в результате одной стадии (т.е. продукты этой стадии или промежуточные продукты) затем расходуется в последующих стадиях. А → В → С →
Сопряженные - реакции, протекающие по схеме:
А + В → С; А + D→ Е.
Одна из реакций может протекать самостоятельно, а вторая возможна только при наличии первой

Слайд 16

Цепные реакции
Цепные – это реакции, состоящие из ряда последовательных стадий, когда

активные частицы, образующиеся в результате каждой стадии, генерируют последующие стадии.
Н2 = Н*+Н*; Н*+О2=ОН*+О*; ОН*+Н2=Н2О+Н*; О*+Н2=ОН*+Н*.
Цепная реакция содержит три основных стадии:
– стадия зарождения цепи;
– стадия продолжения;
– стадия обрыва цепи.
Продукт зарождения цепи – активная частица – реагирует с молекулой исходного вещества, образуя молекулу продукта реакции и регенерируя новую активную частицу. Образовавшийся радикал, в свою очередь, реагирует с исходной молекулой и т.д.

Слайд 17

Химические реакции, которые при одних и тех же условиях могут

идти в противоположных направлениях, называются обратимыми.
Вместо знака равенства в таких реакциях ставятся две противоположно направленные стрелки.
Реакции, протекающие слева направо – прямые, справа налево – обратными.

Слайд 18

Состояние, в котором скорость обратной реакции становится равной скорости прямой

реакции, называется химическим равновесием.

Слайд 19

Слайд 20

Анри-Луи Ле Шателье (1850—1936) — член Парижской академии наук, президент Французского

химического общества — широко известен во всем мире как первооткрыватель закона смещения химических равновесий, получившего название «принципа Ле Шателье». Он одним из первых применил термодинамику в химии.

Слайд 21

Принцип Ле Шателье
Направление сдвига равновесия в общем виде определяется принципом

Ле Шателье:
Если находящаяся в равновесии система подвергается внешнему воздействию, то равновесие смещается в сторону ослабления этого воздействия или противодействия ему.

Слайд 22

При повышении давления равновесие сдвигается в направлении образования веществ (исходных или

продуктов) с меньшим объемом;
при понижении давления равновесие сдвигается в направлении образования веществ с большим объемом
N2 + 3H2→ 2NH3 + Q
При повышении температуры химическое равновесие смещается в направлении эндотермической реакции, при понижении температуры - в направлении экзотермической реакции.
Увеличение концентрации исходных веществ и удаление продуктов из сферы реакции смещают равновесие в строну прямой реакции.
Катализаторы не влияют на положение равновесия.

Слайд 23

Рассмотрим применение принципа Ле Шателье к различным типам воздействия:
1. Увеличение концентрации

исходных веществ и удаление продуктов из сферы реакции смещает равновесие в сторону прямой реакции.
2. Увеличение давления (для газов) смещает равновесие в сторону реакции, ведущей к уменьшению объема (т. е. к образованию меньшего числа молей газообразных веществ).
3. Увеличение температуры смещает положение равновесия в сторону эндотермической реакции (т. е. в сторону реакции, протекающей с поглощением теплоты, ∆Н > 0), а уменьшение температуры – в сторону экзотермической реакции (∆Н < 0).
4. Катализаторы не влияют на положение равновесия, способствуют более быстрому его достижению.

Слайд 24

Слайд 25

Список используемых источников
Глинка Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов/Под ред.

А.И. Ермакова. – М.: Интеграл-Пресс, 2008. – 728 с..
Коровин Н.В. Общая химия: Учеб. для технических направ. и спец. вузов/Н.В.Коровин. – М.: Высш. шк., 2007. – 557 с.
Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии: Учебное пособие для вузов/Под ред. В.А. Рабиновича и Х.М.Рубиновой –М.: Интеграл-Пресс, 2006. – 240 с.
Задачи и упражнения по общей химии: Учеб. пособие./ Под ред Н.В.Коровина- М.: Высш.шк., 2006ж. – 255 с.
Дрововозова.Т.И.,Сербиновская Н.М., Горобцова О.Н. Пособие репетитор по химии, Москва-Ростов-н/Д: Издательский центр «МарТ», 2003. – 368с.
Горбунов А.И., Гуров А.А., Филиппов Г.Г., Шаповал В.Н. Теоретические основы общей химии, М.:Издательство МГТУ им.Н.Э.Баумана, 2001.720 с.
Денисов В.В., Дрововозова.Т.И., Лозановская И.Н., Луганская И.А., Хорунжий Б.И. Химия, Москва-Ростов-н/Д: Издательский центр «МарТ», 2003. – 464 с.

Слайд 26

Скорость химической реакции не зависит от:
а) концентрации реагирующих веществ;
б) температуры ;
в)

концентрации продуктов реакции ;
г) наличия катализатора?

Слайд 27

Какой из законов является основополагающим в области химической кинетики:
а) закон постоянства

состава;
б) закон объемных отношений;
в) закон сохранения энергии;
г) закон действующих масс.

Слайд 28

На состояние химического равновесия, как правило, не влияет:
а) изменение давления;
б) изменение

температуры;
в) использование избытка реагентов;
г) применение катализатора

Слайд 29

На сколько градусов надо повысить температуру, чтобы скорость реакции возросла

в 625 раз при температурном коэффициенте скорости реакции, равном 5:
а) 10; б) 25; в) 40; г) 125?

Слайд 30

В каком случае система приходит в состояние химического равновесия:
а) при

оптимальном давлении в системе;
б) в процессе синтеза сложных веществ из простых;
в) при равенстве скорости прямой и обратной реакции;
г) при растворении осадков.

Слайд 31

Чем объясняется повышение скорости реакции при введении в систему катализатора:
а) уменьшением

энергии активации;
б) увеличением средней кинетической энергии молекул;
в) возрастанием числа столкновений;
г) ростом числа активных молекул?

Слайд 32

Химическая кинетика и равновесие в гомогенных системах

Содержание

Химической кинетикой называют учение о скорости химических реакций и зависимости

Скоростью гетерогенной реакции называется количество вещества, вступающего в реакцию или

Влияние концентрации. Скорость гомогенной реакции, протекающей при постоянной температуре, прямо пропорциональна

Влияние температурыСогласно правилу Вант-Гоффа, при повышении температуры на каждые 10оС скорость

Избыточная энергия, которой должны обладать молекулы для того, чтобы их столкновение

Энергия активацииЭнергия активации Еа равна разности энергий переходного и исходного состояний:

Влияние катализатораКатализаторы – вещества, которые могут активизировать реакцию или изменять ее

Механизм действия катализаторов, ускоряющих реакцию, связан с тем, что они

Селективность катализатора Cпособность ускорять одну из возможных при данных условиях параллельных

ИнгибиторыМеханизм действия ингибиторов аналогичен механизму действия катализаторов – они участвуют в

Сложные химические реакции

Виды сложных реакцийОбратимые – реакция идет в двух направлениях:прямом и обратном

Цепные реакцииЦепные – это реакции, состоящие из ряда последовательных стадий, когда

Химические реакции, которые при одних и тех же условиях могут

Состояние, в котором скорость обратной реакции становится равной скорости прямой

Анри-Луи Ле Шателье (1850—1936) — член Парижской академии наук, президент Французского

Принцип Ле Шателье Направление сдвига равновесия в общем виде определяется принципом

При повышении давления равновесие сдвигается в направлении образования веществ (исходных или

Рассмотрим применение принципа Ле Шателье к различным типам воздействия:1. Увеличение концентрации

Список используемых источниковГлинка Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов/Под ред.

Скорость химической реакции не зависит от:а) концентрации реагирующих веществ;б) температуры ;в)

Какой из законов является основополагающим в области химической кинетики:а) закон постоянства

На состояние химического равновесия, как правило, не влияет:а) изменение давления;б) изменение