Самостоятельная работа Задание: дайте определения понятиям. Вариант 1 Вариант 2 1. Реакция соединения 2. Реакция замещения 3. Экзотермическая реакция Приведите соответствующие примеры реакций 1. Реакция разложения 2. Реакция обмена 3. Эндотермическая реакция Приведите соответствующие примеры реакций

Скорость химических реакций

Скорость химической реакции Быстрота протекания химической реакции, т.е. превращения веществ в единицу времени.

Скорость реакции (υ) определяется изменением количества вещества в единицу времени в единице объёма υ = где Δ n – изменение числа молей одного из веществ, (моль); Δt – интервал времени (с, мин); V – объем газа или раствора (л) Понятие о скорости химической реакции Δ n Δt V ΔC ΔC – изменение концентрации

Для всех ли химических реакций будет справедливо приведенное определение понятия «скорость химических реакций»? O N 2( г) + O 2 (г) 2 NO (г) O Fe ( т) + S (т) FeS ( т) O 2Na (т) + 2H 2 O ( ж) 2 NaOH ( р-р) + Н 2(г) Понятие о скорости химической реакции

Реакции Гомогенные Реакции протекают в однородной среде N 2 (газ) + 3H 2 (газ) 2NH 3 NaOH (р-р) + HCl (р-р) NaCl + H 2 O Гетерогенные Реакция идет между веществами, находящимися в разных агрегатных состояниях или между веществами, не способными образовывать гомогенную среду C (тв.) + O 2(газ) CO 2 Zn (тв.) + 2HCl (р-р) ZnCl 2 + H 2

Понятие о скорости химической реакции Скорость гомогенной реакции (υ гомог. ) определяется изменением концентрации одного из веществ в единицу времени υ гомог. = ΔC Δt моль [] л · с С. 128 учебника

10 Скорость гетерогенной реакции (υ гетер. ) определяется изменением количества вещества в единицу времени на единице поверхности соприкосновения веществ Понятие о скорости химической реакции υ гетер. Δt S Δ n = где Δ n – изменение количества вещества (реагента или продукта), (моль); Δt – интервал времени (с, мин); S – площадь поверхности соприкосновения веществ (см 2, м 2 )

Энергия активации Е акт - минимальный избыток энергии, который должна иметь частица (или пара частиц), чтобы произошло эффективное соударение Почему протекают химические реакции?

Факторы, влияющие на скорость химической реакции O природа реагирующих веществ; O температура; O концентрация реагирующих веществ; O действие катализаторов; O поверхность соприкосновения реагирующих веществ (в гетерогенных реакциях).

13 2. Факторы, влияющие на скорость химической реакции 1.Природа реагирующих веществ: их состав, строение => энергия активации чем меньше Е акт, тем больше υ; Под природой реагирующих веществ понимают их состав, строение, взаимное влияние атомов в неорганических и органических веществах. Величина энергии активации веществ – это фактор, посредством которого сказывается влияние природы реагирующих веществ на скорость реакции. с.130 учебника

14 Если Е акт < 40 кДж/моль, скорость такой реакции очень большая. FeCl 3 + K 4 [Fe(CN) 6 ] Fe 4 [Fe(CN) 6 ] 3 берлинская лазурь

15 Если Е акт > 120 кДж/моль, скорость таких реакций очень мала. 4Fe + 2Н 2 О + ЗО 2 = 2(Fe 2 O 3 Н 2 О) ржавление железа

Если Е акт имеют промежуточные значения (40 – 120 кДж/моль), то скорость таких реакций будет средней. бромная вода + С 2 Н 4

Факторы, влияющие на скорость химической реакции Якоб Хендрик Вант-Гофф 1852 – 1911г.г. Голландский химик. Один из основателей физической химии и стереохимии. Предложил классификацию химических реакций. Установил, что повышении температуры на каждые 10 0 С скорость реакции увеличивается в 2-4 раза.

Факторы, влияющие на скорость химической реакции 2. Температура: при t на каждые 10 0 С, υ в 2-4 раза (правило Вант-Гоффа) При t, количество активных частиц (с Е акт ) и их активных соударений.

Дано: υ t1 = 1 моль/л ч γ =3 t 1 = 0 0 С t 2 = 30 0 С Найти: υ t2 Факторы, влияющие на скорость химической реакции Задача 1. Скорость некоторой реакции при 0 0 С равна 1 моль/л ч, температурный коэффициент реакции равен 3. Какой будет скорость данной реакции при 30 0 С? Решение: υ t2 = υ t1 γ Δt/10 υ t2 = /10 = 3 3 = 27 моль/лч Ответ: Скорость данной реакции при 30 0 С будет равна 27 моль/лч

Задача: O Определите, как изменится скорость некоторой реакции: а) при повышении температуры от 10 ° до 50 ° С; б) при понижении температуры от 10 ° до 0 ° С. Температурный коэффициент реакции равен 3.

21 3. Концентрация: чем С, тем чаще происходят соударения и υ. Факторы, влияющие на скорость химической реакции с.131 учебника

Для реакции mA + nB = C по закону действующих масс: υ = k С A m C B n где k – константа скорости; С – концентрация (моль/л) Факторы, влияющие на скорость химической реакции * З.д.м. не учитывает концентрации реагирующих веществ, находящихся в твердом состоянии, т.к. они реагируют на поверхности и их концентрации обычно остаются постоянными.

23 Задача 2. Реакция идет по уравнению А +2В С. Во сколько раз и как изменится скорость реакции, при увеличении концентрации вещества В в 3 раза? Факторы, влияющие на скорость химической реакции Решение: А +2В С По з.д.м. υ = k С A C B 2 Пусть С А = а, С В = в, тогда υ 1 = k а в 2 υ 2 = k а 3в 2 υ 1 / υ 2 = а в 2 / а 9в 2 = 1/9 Дано: С В в 3 раза Найти: Как измениться υ х.р. Ответ: скорость реакции увеличится в 9 раз

24 Факторы, влияющие на скорость химической реакции Для газообразных веществ υ х.р. зависит от давления (что аналогично изменению концентрации реагирующих веществ) Чем р, тем υ

25 4. Для гетерогенных реакций υ зависит: от состояния поверхности соприкосновения реагирующих веществ. Факторы, влияющие на скорость химической реакции р-р H 2 SO 4 1. Железный гвоздь 2. Железные опилки H 2 SO 4 + Fe = FeSO 4 + Cu

26 5. Катализаторы – вещества, которые изменяют механизм реакции, уменьшают Е акт => υ. Катализаторы остаются неизменными по окончании реакции Ферменты – биологические катализаторы, по природе белки Ингибиторы – вещества, которые υ Факторы, влияющие на скорость химической реакции с.132 – 135 учебника

Каталитические реакции – реакции, протекающие с участием катализатора. Некаталитические реакции – реакции, протекающие без участия катализатора.

Домашнее задание: § 15 1 – 12, с.136

Химическое равновесие

Обратимые реакции при одних и тех же условиях протекают в противоположных направлениях ( ). N 2 + 3H 2 2NH 3 Химические реакции по направлению их протекания Необратимые реакции протекают только в одном направлении ( ) AgNO 3 + HCl AgCl + HNO 3

31 Состояние обратимой реакции, при котором υ пр. = υ обр. называется химическим равновесием

Анри Луи Ле Шателье 1850 – 1936 г.г. Французский физико-химик. Член парижской Академии наук, почетный член Петербургской академии наук (с 1913г.) и Академии наук СССР (с 1926г.) В 1884 г. сформулировал принцип смещения равновесия, названный его именем.

Принцип Ле Шателье (1844 г.) Если на систему, находящуюся в состоянии равновесия, оказать внешнее воздействие (изменить t, р, С), то равновесие сместится в ту сторону, которая ослабит это воздействие.

34 Влияние концентрации на смещение химического равновесия Равновесие смещается при С реаг.в-в. при С прод.р-ции

35 Равновесие смещается при p (для газов) - в сторону уменьшения объема (V) газообразных веществ при р – в сторону увеличения V; * если реакция протекает без изменения числа молекул газообразных веществ, то давление не влияет на равновесие в данной системе Влияние давления на смещение химического равновесия

36 Равновесие смещается при t – в сторону эндотермической реакции (- Q) при t – в сторону экзотермической реакции (+ Q) Влияние температуры на смещение химического равновесия

37 Задача 1. Как надо изменить концентрации веществ, давление и температуру гомогенной системы PCl 5 PCl 3 + Cl 2 – Q, чтобы сместить равновесие в сторону разложения PCl 5 () Решение: С реаг. в-в (PCl 5 ) С прод. р-ции (PCl 3 ) и С (Cl 2 ) р (реакция идет с увеличением V) t (реакция эндотермическая – Q ) Химическое равновесие. Факторы, влияющие на смещение равновесие. Принцип Ле Шателье PCl 5(тв.) PCl 3(тв.) + Cl 2(газ) – Q 1V1V

Задача Как сместиться химическое равновесие реакции 2СО + О 2 2СО 2 + Q при а) повышении температуры; б) повышении давлении

Задание. В какую сторону сместится равновесие? а) 2SO 2(г) + O 2(г) = 2SO 3(г) + Q б) 3Fe 2 O 3(т) + CO (г) = 2Fe 3 O 4(т) + СО 2(г) + Q в) 4НCl (г) + O 2(г) = 2Cl 2(г) + 2H 2 O (г) + Q г) СО (г) + 2Н 2(г) = СН 3 ОН (г) д) 2NO (г) + H 2(г) = N 2 O (г) + H 2 O (г) - Q

Задание. Уравнение реакции промышленного синтеза аммиака: N 2 +3H 2 2NH 3 +Q. Подберите оптимальные условия проведения этого процесса.

Задание. В каком направлении произойдет смещение равновесия в системах: а) COCl 2 (г) СО(г)+Cl 2 (г) – Q б) 2СО(г)СО 2 (г)+С(т) + Q в случае увеличения концентрации оксида углерода (II), повышения температуры, повышения давления?

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ: § 15,16 5,6 с. 142 Знать определения в рамках