A hőmérséklet hatása a reakció sebességére
A kémiai reakciók sebességének a legtöbb esetben növeli a hőmérséklet növekedésével, és ez nagyon érzékeny a hőmérséklet változására.
A függőség a reakció sebessége a hőmérséklet meghatározása a tapasztalati szabály van't Hoff. miáltal a hőmérséklet eléri a 0 ° C minden 10 homogén reakció sebessége megnő körülbelül 2-4 alkalommal.
Van't Hoff szabály fejezhető ki az arány
ahol; és - rendre a sebesség és a reakció sebességi állandója előtt és után a hőmérséklet emelkedése 10 0 C - hőmérsékleti együtthatója a reakció sebességét. - egy szám jelzi, hogy hány alkalommal a reakció sebessége megnő a hőmérséklet növekedésével a rendszer 10 0 C-on
Általában, ha a hőmérséklet megváltozott # 916; t 0 C, az előző egyenlet átalakul:
1. feladat Adott egy rendszer
Számítsuk ki az sebességű közvetlen kémiai reakció rendszer mennyiségének csökkentése, ha a 2-szer.
Megoldás: A törvény szerint a tömeghatás, írunk a kifejezés sebességét az előre reakció:
Homogén rendszer valamennyi anyag gáz halmazállapotban. A csökkenés a rendszer térfogata 2-szeres koncentrációjú reagensek is növeli 2-szer. Írunk az új kifejeződési formái reakció sebességek:
Ezért reakció sebessége megnő közvetlen
A reakcióban a C (t) + 2H2 (g) CH4 (g) a hidrogén koncentrációja csökkent 3-szor. Hogyan változtassuk meg az arány a reakció?
Szerint a tömeghatás törvénye, a kezdeti reakciósebesség VH = k × [H2] 2. csökkentése után a hidrogén koncentrációja 3-szor a sebesség egyenlővé válik .. megváltoztatása után a hidrogén koncentrációja a változás mértéke a következőképpen :. A: A reakció sebessége csökken 9-szer.
Probléma 3. Ahogy változik a reakció sebessége a hőmérséklet emelkedésével a 20 0 C és 60 0 ° C, ha a hőmérséklet a reakció sebességi együttható egyenlő 2?
Megoldás: Annak érdekében, hogy alkalmazni szabály van't Hoff:
Következésképpen, a reakció sebessége megnő a hőmérséklet emelkedésével akár 16-szor.
Probléma 5. hőmérsékleten 50 0 C-on a reakció befejeződéséig néhány 2 percig. 15. Figyelembe a reakció hőmérséklete fordulatszám arány 2, kiszámításához milyen hosszú a reakcióidő alatt, ha kelt 70 0 C-on?
Megoldás: A szabály szerint a van't Hoff számítani, hogy mennyi ideig fog változni a reakció sebességét.
A reakció sebessége fordítottan arányos a reakcióidő. Következésképpen tudjuk írni:
A reakció több mint 15 másodperc.
31. Mi a hőmérsékleti együtthatója a reakció sebessége, ha a hőmérséklet emelésével 30 0 C-on a reakció sebessége növekedni fog 27-szer?
32. Hányszor kell növelni a hidrogén koncentrációja a rendszerben
A reakció sebességét növeljük 1000-szer?
33. Hányszor kell növelni a szénmonoxid koncentrációja a rendszerben
2CO = CO2 + C, hogy közvetlenül a reakció sebességét nőtt 4-szer?
34. Mennyi időt kell növelni nyomáson NO2 keletkezési sebességét a reakció 2 NO + O2 2NO2 nőtt 1000-szer?
35. Írja be a sebességi egyenlet szén égési reakció (C) oxigén, és meghatározza, hogy hányszor növeli a reakció:
a) növekszik az oxigénkoncentráció a 3-szor;
b) helyett levegőt oxigénnel.
36. Hány fokkal kell növelni a rendszer hőmérsékletét, hogy gyorsítsák a reakció eljárás abban nőtt 32-szer, ha a hőmérséklet a reakció sebességi együttható értéke 2?
37. Hogyan lehet megváltoztatni a sebességét az előre reakció a rendszerben
2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g);. ha a koncentráció a SO2 nőtt 2-szer, és O2 koncentráció csökkent 2-szer?
38. A hőmérséklet a reakció sebességi együttható egyenlő 2 Ahogy változik a reakció sebessége a hőmérséklet emelkedésével akár 40 0 C-on
39. A oxidációját kén-dioxid, és átfolyik az egyenleteket:
Hogyan változtassuk meg a reakciók sebessége, ha a mennyiség az egyes rendszerek csökkentik 4-szer?
39. Számítsuk ki, hogy hány alkalommal a változás mértéke a reakció előrehaladását gázfázisú,
a) a rendszer nyomása csökken a felére;
b) növeli az ammónia koncentrációjának 3-szor?
40. Hogyan változtassuk a reakció sebessége előforduló gázfázisban, a hőmérsékletet csökkentjük, hogy 30 0 C, ha a hőmérséklet a reakció sebességi együttható értéke 2.
41. Hányszor változtatni a sebességét az előre reakció
CO (g) + Cl2 (g) SOCl2 (g). Ha a CO-koncentráció növekedése 0,03-0,12 mol / l, és a koncentrációja Cl2 csökkentett 0,06-0,02 mol / L?
42. A hőmérséklet a reakció sebességi együttható értéke 3. Ahogy változik a reakció sebessége áramló gáz fázisban, a hőmérsékletet 150-180 0 C?
43. Hányszor változtatni a sebességét az előre reakció
a) csökkenti a CO koncentrációja 5-ször;
b) csökkenti a hangerőt a rendszer 3-szor?
44. Hogyan változtassuk a reakció sebessége előforduló gázfázisban, a hőmérsékletet csökkentjük 170-140 0 C? Hőmérséklet sebesség arány 3.
45. A reakció a következő egyenlet szerint: NH3 (g) + CO 2 (g) + H2 O (gőz) NH4 HCO3 (TV). Hogyan változtassuk meg a sebességét az előre reakció, ha
a) mennyiségének növelése a rendszer 3-szor;
b) koncentrációjának csökkentésére ammónia és vízgőz 2-szer?
46. A hőmérséklet a reakció sebességi együttható értéke 3. Ahogy változik a reakció sebessége áramló gáz fázisban, a hőmérséklet eléri a 40 0 C-on?
47. Hogyan lesz a közvetlen reakció sebessége
a) csökkenti a metán-koncentráció és az oxigén a 3-szoros;
b) csökkenti a hangerőt a rendszer 2-szer?
48. Mi a hőmérsékleti együtthatója reakció, ha a hőmérsékletet 20 ° C 0 a reakció sebessége változik 4-szer?
Hogyan változtassuk meg a fordított reakció sebessége, ha
a) csökkenti a rendszer térfogata 4-szer;
b) növeli a hidrogén koncentrációját az 2-szer?
50. Mi a hőmérsékleti együtthatója a reakció sebessége, ha a reakció sebessége az áramló gáz fázisú változott 16-szor, amikor a hőmérsékletet csökkentjük, hogy 20 0 C-on?
51. A reakció a következő egyenlet szerint:
A koncentráció a kiindulási anyagok [Cl2 O] = 0,35 mol / L és a [H2 O] = 1,3 mol / l. Hogyan változtassuk meg a sebességet a közvetlen reakció, változtatásával az anyagok koncentrációjának 0,4 mol / l és 0,9 mol / l, illetve?
52. Számítsuk ki, hogy hány alkalommal a változás sebessége a reakció előforduló gázfázisban, ha az alsó hőmérséklete 130-90 0 ° C A hőmérséklet a reakció sebességét együttható 2.
53. Hogyan sebességének megváltoztatására a fordított reakció eljárásban a gázfázisban a következő egyenlet szerint:
a) csökkenti a NO2 koncentrációja 2-szer;
b) csökkenti a nyomást a rendszerben egyszerre?
54. Hányszor fog változni a reakció sebessége áramló gáz fázisban, amikor a hőmérséklet emelkedése 60 0 C? A hőmérséklet a reakció sebességi együttható # 947; = 2.
55. A reakció sebességi állandója a bomlás N2 0, továbblépünk a következő egyenletből: 0 2n2 = 2n2 + 02. Az 5. # 8729; 10 -4. A kezdeti koncentrációja N2 egyenlő 0, 6,0 mol / l. Számítsuk ki a kezdeti reakciósebesség, és a sebessége, amikor elbontjuk 50% N2 0.
56. Számítsuk ki, hogy hány alkalommal a változás mértéke a reakció előrehaladását a gázfázisban, ha az alsó a hőmérsékletet 40 0 C-on? A hőmérséklet a reakció sebességi együttható értéke 2.
57. A reakció a következő egyenlet szerint:
Hogyan változtassuk meg a kölcsönös reakció sebessége, ha
a) a nyomás emelkedése 3-szor;
b), hogy növelje a HCI koncentrációja a 2-szer?
58. Mi a hőmérsékleti együtthatója a reakció sebessége, ha a hőmérsékletet lecsökkentjük 30 0 C-on a reakció sebessége előforduló gázfázisban, változás 81 alkalommal?
59. A reakció a következő egyenlet szerint:
FeO (s) + CO (g) Fe (t) + CO2 (g).
Hogyan változtassuk meg a kölcsönös reakció sebessége, ha
a) a nyomás emelkedése 3-szor;
b) a CO2 koncentráció nőtt 7-szer?
60. Mi a hőmérsékleti együtthatója a reakció halad a gázfázisban, ha a hőmérsékletet 20 0 C-on, a reakció sebessége változások 4-szer?
Minden kémiai reakciók is két csoportra oszthatók: visszafordíthatatlan és reverzibilis reakciók. Irreverzibilis reakciók folytassa a végén -, hogy a kimerülése az egyik reagenst. Például, bomlása ammónium-nitrát:
A reverzibilis reakció is előfordulhat mind az előre és hátra irányban. Egy példa a reverzibilis reakciót szolgálhat szintézis HI:
Kezdetben, úgy, hogy a kiindulási anyagok, a határidős reakció arány magas, és a fordított - nulla. A törvény szerint a tömeges fellépés közvetlen kifejezése a reakció sebessége felírható a következőképpen:
A kiindulási anyagok a reakció folyamán azonnal elhasználódik, így a sebességet a közvetlen reakció csökken. Ugyanakkor nem lesz reakciótermékek, azok koncentrációja növekszik. Kezd visszatérni reakció, ami növeli a sebességet:
Ha a sebesség előre és hátra reakciók ugyanaz lesz, a kémiai egyensúly bekövetkezik.
Az arány a sebességi állandói az előre és reverz reakciót is egy állandó. Ez az úgynevezett egyensúlyi állandója e reakció -K.
A felsorolt koncentrációban a jobb kéz felőli expresszió, az úgynevezett egyensúlyi koncentrációkat. A egyensúlyi állandó állandó hőmérsékleten van az állandó érték.
Ha írunk reverzibilis reakciót az általános formája:
aA + BB CC + DD,
Az egyensúlyi állandó alábbi egyenlet fejezi ki:
Ha az összes összetevője a reakció gáz-halmazállapotú, a kifejezés az egyensúlyi állandó felírható szempontjából a parciális nyomások:
az egyensúlyi állandó egyenlet azt jelzik, hogy ilyen körülmények között az egyensúlyi koncentrációja valamennyi anyag vesz részt a reakcióban kapcsolódnak. Koncentráció változtatása bármely ezen anyagok következtében módosulhat a koncentrációban az összes egyéb anyagok; az új összefonódás eredmény meg, de a köztük lévő kapcsolat ismét találkozik az egyensúlyi állandó.
Elemzett példák példák a homogén egyensúlyi helyzethez. A reakciót úgy példaként a bomlás heterogén egyensúlyi:
A legegyszerűbb kifejezés az egyensúlyi állandó ehhez a reakcióhoz:
A koncentrációkat a tiszta folyadékok és szilárd anyagok eltávolítják a egyszerű kifejezéseket az egyensúlyi állandók. (Azonban ezek szerepelnek implicit).
Amíg a kemény mészkő és égetett érintkezik a gázzal és azok hatása a mérleg nem fog változni. Ezért, CaCO3-ot és CaO-tagok a kifejezés az egyensúlyi állandók állandó és lehet benne K. Ennek eredménye egy új expressziós:
Tekintsünk egy másik példát - a víz elpárolgása:
Ez a folyamat lehet hivatalosan tekinthető a kémiai reakcióban. Írunk a kifejezés az egyensúlyi állandó:
Mivel [(g)] - állandó (mindaddig, amíg folyadék van a víz jelenlétében), lehetőség van arra, hogy tartalmazza azt az egyensúlyi állandó. Így a következő kifejezést:
Hatása a feltételek változása az egyensúlyi pozíció által meghatározott szabály, amelyet a nevezett Chatelier elv.
Ha a rendszer az igazi egyensúly, befolyás kívülről, megváltoztatják néhány feltétel, hogy meghatározzák az egyensúlyi helyzet, a rendszer növeli a területeken a folyamat, amely gyengíti a hatását a hatását, és a helyzet az egyensúly eltolódik ugyanabba az irányba.
A rendszer átkapcsol az egyik egyensúlyi állapotból a másikba, amely megfelel az új körülmények között. Ez azért van, mert a külső hatás különböző mértékben változik a sebesség a két vzaimnoprotivopolozhnyh reakciókat.
Le Chatelier-elv egyensúlyi tartja olyan rendszerek esetén, amelyek nem kapcsolódnak a kémiai átalakítások (forráspont kristályosítással, egyensúly, stb).