Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Тема 1.6 Химические реакции






    Химическая 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

    С (графит) «С (алмаз)

    2 (кислород) «2О3 (озон)

    2) По изменению степени окисления химических элементов

    а) реакции, идущие без изменения степени окисления

    б) реакции, идущие с изменением степени окисления (ОВР)

    2

    3) По агрегатному состоянию

    а) гетерогенные – реакции, в которых реагирующие вещества и продукты реакции находятся в разных агрегатных состояниях

    СаО(тв) + СО2(г) «СаСО3(тв)

    б) гомогенные – реакции, в которых все вещества находятся в одном агрегатном состоянии

    N2(г) + 3H2(г) «2NH3(г)

    4) По участию катализатора

    а) некаталитические реакции, идущие без участия катализатора

    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:

     

     

     


    На скорость химических реакций влияют различные условия:

    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.

    , 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).

    , где g - температурный коэффициент скорости, т.е. число, характеризующее ускорение реакции при нагревании на 10°С.

    5) присутствие некоторых веществ. 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.

    ,

    где Кр – константа равновесия

    k – константа скорости химической реакции

    Если Кр = 1, - химическое равновесие

    Если Кр > 1, - продуктов реакции больше

    Если Кр < 1, - продуктов реакции меньше.

    Правило смещения химического равновесия под влиянием внешних условий Ле Шателье (1884 г):

    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: 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: 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.

     

    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) +5О(газ)® 2Р2О5 (тв)+ 3010 кДж

     

    Дано: Решение:

    т(Р)=6, 2 г 6, 2г Q

    Найти: + 5O2 ® 2Р2O5 + 3010кДж

    Q-? 4× 31г\моль

     






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.