Охарактеризуйте понятие «скорость химической реакции». Приведите примеры реакций, протекающих с большими скоростями, и, напротив, реакций, протекающих медленно.
Скорость химической реакции показывает, как быстро расходуются исходные вещества или образуются продукты. Её измеряют изменением молярной концентрации вещества за единицу времени:
Единица измерения: моль/(л·с).
Быстрые реакции:
- взрыв смеси водорода с кислородом:
; - реакции ионного обмена в растворах:
.
Медленные реакции:
- ржавление железа;
- гниение органических остатков;
- образование горных пород.
Скорость реакции — изменение концентрации вещества в единицу времени,
Назовите факторы, влияющие на скорость химических реакций. Поясните каждый из них.
- Природа реагирующих веществ. Щелочные металлы реагируют с водой бурно, а медь с водой не реагирует.
- Концентрация. Чем выше концентрация, тем чаще сталкиваются частицы и тем быстрее идёт реакция. В чистом кислороде вещества горят ярче, чем на воздухе.
- Температура. При нагревании на каждые
°C скорость обычно растёт в – раза (правило Вант-Гоффа), потому что увеличивается доля активных частиц. - Давление (для газов). Давление повышает концентрацию газов, и скорость растёт.
- Площадь поверхности (для твёрдых веществ). Порошок реагирует быстрее, чем кусок, потому что поверхность соприкосновения больше.
- Катализатор. Он ускоряет реакцию, но сам не расходуется. Например,
в разложении .
Факторы: природа веществ, концентрация, температура, давление (для газов), площадь поверхности (для твёрдых веществ), катализатор.
*Почему скоропортящиеся продукты хранят в холодильнике?
Порча продуктов — это химические процессы (окисление, гниение, брожение), а их вызывают размножающиеся микроорганизмы. При понижении температуры скорость этих реакций и скорость размножения микроорганизмов резко падает.
При низкой температуре процессы порчи замедляются, поэтому продукты дольше остаются свежими.
*Почему костер разжигают с помощью бумаги и небольших щепочек, а не крупных поленьев? Почему угли, когда на них дуют, не гаснут, а, наоборот, разгораются?
Бумага и щепки имеют большую поверхность соприкосновения с кислородом и легко воспламеняются. Они быстро нагревают крупные поленья до температуры горения. Крупное полено имеет малую поверхность и плохо загорается от спички.
Когда на угли дуют, к ним поступает больше воздуха, то есть кислорода. Концентрация кислорода растёт, скорость горения увеличивается, и угли разгораются.
Мелкие щепки имеют большую поверхность и загораются быстрее. Дутьё увеличивает приток кислорода, и горение ускоряется.
Во сколько раз возрастет скорость реакции при увеличении температуры от 10 до 40 °C, если при повышении температуры на каждые 10 градусов скорость реакции увеличивается в 2 раза?
Изменение температуры:
Скорость возрастёт в
Какие реакции называют необратимыми? Какие — обратимыми? Приведите примеры реакций обоего типа, напишите их уравнения.
Необратимые реакции идут только в одном направлении до полного расходования хотя бы одного из исходных веществ. Обычно в них образуется осадок, газ или малодиссоциирующее вещество.
Обратимые реакции при одних и тех же условиях идут одновременно в двух направлениях: прямом и обратном.
Необратимые идут в одном направлении до конца, например
Сформулируйте принцип Ле Шателье. Рассмотрите влияние каждого фактора (температуры, давления, концентрации веществ) на смещение химического равновесия реакции, описываемой уравнением
N2+O2⇄2NO−Q
Принцип Ле Шателье: если на систему, находящуюся в равновесии, оказать внешнее воздействие (изменить температуру, давление или концентрацию), то равновесие смещается в сторону, которая ослабляет это воздействие.
Реакция эндотермическая (
- Температура. Повышение смещает равновесие вправо, в сторону эндотермической реакции, то есть к образованию NO. Понижение смещает равновесие влево.
- Давление. Объём газов в реакции не меняется, поэтому давление на равновесие не влияет.
- Концентрация. Увеличение концентрации
или , а также уменьшение концентрации NO смещает равновесие вправо. Увеличение концентрации NO смещает равновесие влево.
Равновесие смещается вправо при повышении температуры, увеличении концентрации
Дайте характеристику реакции синтеза оксида серы(VI) из оксида серы(IV) и кислорода. Рассмотрите, как нужно изменить концентрации веществ, давление и температуру, чтобы сместить равновесие вправо.
Уравнение реакции:
Характеристика:
- реакция соединения;
- обратимая;
- экзотермическая (
); - гомогенная, все вещества газообразные;
- каталитическая (катализатор
); - окислительно-восстановительная: сера
отдаёт электрона и переходит в , кислород принимает электроны и переходит в ; - объём газов уменьшается: слева
моль, справа моль.
Смещение равновесия вправо:
- Концентрация: увеличить концентрацию
и и выводить из системы. - Давление: повысить, так как реакция идёт с уменьшением числа молей газов.
- Температура: понизить, так как реакция экзотермическая.
На практике температуру выбирают умеренной (около
Реакция
