+7 (727) 344 95 95
Сдать пробный ЕНТ
Русский

Скачай приложение iTest

Готовься к школьным экзаменам в более удобном формате

logo-device logotype logotype-float

Общая химия: закономерности протекания химических реакций
Предыдущий конспект Следующий конспект
Конспект

Цепные реакции

Существует весьма обширная группа реакций, протекающих сложно. В таких реакциях образование продукта реакции являет собой результат цепи элементарных этапов реакции, что называется цепными реакциями, которые проходят при участии активных центров – атомов, ионов или радикалов (осколков молекул).

Радикал – осколок молекулы, имеющий неспаренные электроны и проявляющий высокую реакционную активность \((H,~Cl,~O,~OH,~CH_3)\).

Активные центры способствуют и создают цепи последовательных превращений веществ.

Обрыв цепи – окончание цепи, характеризующееся соударением двух активных частиц и одной неактивной, результатом которой является образование молекулы и унос выделившейся энергии неактивной частицей.

Цепные реакции делятся на:

1) неразветвленные цепные реакции;

2) разветвленные цепные реакции.

Неразветвленная цепная реакция характеризуется тем, что при каждом элементарном взаимодействии один активный центр образует молекулу продукта реакции и один новый активный центр. Разветвленная цепная реакция характеризуется тем, что по ходу взаимодействия свободного радикала с молекулой исходного реагента происходит образование нескольких новых активных центров, одни из которых дают начало новым активным центрам, а другие продолжают старую цепь.

Пример разветвленной цепной реакции – реакция образования воды из простых веществ.

Теория разветвленных цепных реакций была выдвинута Н.Н. Семеновым в 20-х годах XX века при изучении кинетики разнообразных процессов. Теория цепных реакций является научной основой для отраслей техники. Ядерные цепные реакции тоже относятся к цепным процессам.

Превращение энергии при химических реакциях

Химическая реакция – превращение одного или нескольких исходных веществ в другие по химическому составу или строению вещества.

По сравнению с ядерными реакциями, общее число атомов и изотопный состав химических элементов при химических реакциях неизменны.

Виды химических реакций:

1) смешение или физический контакт реагентов;

2) нагревание;

3) катализ;

4) фотохимические реакции (с участием света);

5) электродные процессы;

6) механохимические реакции;

7) радиационно-химические реакции;

8) плазмохимические реакции.

Основные типы химических реакций:

1) соединения: \(2Cu+O_2=2CuO\);

2) разложения: \(2HgO=2Hg+O_2\);

3) замещения: \(Fe+CuSO_4=FeSO_4+Cu\);

4) обмена: \(NaCl+H_2SO_4=HCl+NaHSO_4\).

Химические реакции характеризуются физическими проявлениями:

1) поглощение и выделение энергии;

2) изменение агрегатного состояния реагентов;

3) изменение окраски реакционной смеси и др.

Выделение или поглощение энергии происходит в виде теплоты. Это позволяет судить о наличии в веществах определенного количества некоторой энергии (внутренней энергией реакции).

При химических реакциях происходит освобождение части энергии, содержащейся в веществах, это носит название теплового эффекта реакции, по которому можно судить об изменении количества внутренней энергии вещества.

У ряда химических реакций можно наблюдать поглощение или выделение лучистой энергии. В этих случаях внутренняя энергия через теплоту превращается в излучение (горение). Существуют также процессы, в которых внутренняя энергия сразу превращается в лучистую (люминисценция).

В химических реакциях, протекающих со взрывом, внутренняя энергия превращается в механическую, причем частично сразу, частично переходя изначально в теплоту.

Во время химических реакций происходит взаимное превращение энергий – внутренней энергии веществ в тепловую, лучистую, электрическую и механическую, и наоборот.

Экзотермические химические реакции характеризуются выделением энергии во внешнюю среду. Эндотермические – поглощением энергии.

В физических процессах вещества не изменяют своих свойств, может измениться внешняя форма или агрегатное состояние. В химических процессах образуются новые вещества с другими свойствами. При ядерных реакциях в атомах обязательно происходят трансформации электронной оболочки.



Вопросы

  1. При значении температурного коэффициента, равного 2, скорость реакции \(CO(г) + Cl_2(г) \rightarrow COCl_2(г) \) при одновременном понижении температуры от \(60^{\circ}C\) до \(0^{\circ}C\)  и увеличении давления в 4 раза 

  2. При значении температурного коэффициента, равного 2, скорость химической реакции \( CO(г) + Cl_2(г) \rightarrow COCl_2(г)\) при одновременном понижении температуры от \(60^{\circ}C\) до \(0^{\circ}C\) и увеличении давления в 2 раза 

  3. За одинаковый промежуток времени в трех одинаковых замкнутых сосудах образовалось соответственно \(1)\ 20 г \ H_2,\; 2)\ 44г \ CO_2,\;3)\ 36г\ H_2O\). Определите номер сосуда с наименьшей скоростью химической реакции.

  4. При термическом разложении какого соединения получается наибольшее количество кислорода?

  5. При значении температурного коэффициента, равного 2, скорость реакции \(2SO_2(г)+O_2(г)\rightarrow2SO_3(г)\) при одновременном понижении температуры от \(30^\circ C\)  до \(0^\circ C\) и увеличении давления в 2 раза 

  6. При значении температурного коэффициента, равного 2, скорость реакции \(2CO(г)+O_2(г)\rightarrow2CO_2(г)\) при одновременном понижении температуры от \(30^{\circ}C\) до \(0^{\circ}C\)  и увеличении давления в 2 раза 

  7. Что необходимо сделать для смещения равновесия вправо \(CO(г)+2H_2(г)\longleftrightarrow CH_3OH(г)+Q?\)

  8. При значении температурного коэффициента, равного 2, скорость реакции \(CO(г) + Cl_2(г) \rightarrow COCl_2(г)\) при одновременном повышении температуры от \(0^{\circ}C\) до \(20^{\circ}C\) и уменьшении давления в 4 раза 

  9. Для сдвижения влево равновесия химической реакции \(2SO_2 + O_2\longleftrightarrow 2SO_3 + Q\) требуется

  10. Как изменятся скорость прямой и обратной реакции в системе \(N_2(г) + 3H_2(г) = 2NH_3(г)\) при увеличении давления в 2 раза?

  11. Во сколько раз скорость прямой реакции становится больше скорости обратной реакции в равновесной системе \(N_2(г) + 3H_2(г) \Longleftrightarrow 2NH_3(г)\) при увеличении давления в 5 раз?

  12. Во сколько раз возросла скорость прямой реакции в системе \(H_2(г) + Cl_2(г)\rightarrow 2HCl(г)\), если известно, что концентрацию водорода увеличили с 0,3 до 0,6 \(\frac{моль}{л}\), а концентрацию хлора – с 0,6 до 1,2 \(\frac{моль}{л}\)?

  13. При температурном коэффициенте, который равен 4, для увеличения скорости реакции в 64 раза необходимо повысить температуру на

  14. Выход аммиака в реакции \(N_2+3H_2\rightarrow 2NH_3+Q\) можно увеличить путем

  15. С помощью какого условия можно сместить равновесие вправо в реакции \(C(тв) + CO_2(г) = 2CO(г) – Q ?\)

  16. При значении температурного коэффициента, равного 2, скорость реакции \(2CO(г) + O_2(г) \rightarrow 2CO_2(г) \) при одновременном понижении температуры от \(60^{\circ}C\) до \(0^{\circ}C\) и увеличении давления в 4 раза 

  17. Чему равен температурный коэффициент, если скорость реакции уменьшилась в 27 раз, а температура понизилась на \(30^{\circ}C\)? 

  18. При значении температурного коэффициента, равного 4, скорость реакции \(2H_2(г) + O_2(г) \rightarrow 2H_2O(г)\) при одновременном понижении температуры от \(0^{\circ}C\) до \(30^{\circ}C\) и увеличении давления в 2 раза

  19. Во сколько раз возрастет скорость химической реакции \(2NO+O_2=2NO_2\) при увеличении концентрации \(NO\) в 2 раза?  

  20. Известно, что начальная концентрация А равна 0,15 \(\frac{моль}{л}\), а через 10 секунд – 0,05 \(\frac{моль}{л}\). Чему равна средняя скорость реакции А + В \(\rightarrow\) 2С? 

  21. При значении температурного коэффициента, равного 2, скорость реакции \(CO(г) + Cl_2(г)\rightarrow COCl_2(г) \) при одновременном понижении температуры от \(30^{\circ}C\) до \(0^{\circ}C\) и увеличении давления в 2 раза 

  22. Количество вещества реагента в гомогенной реакции, протекающей в объеме 2 л, за 5 с изменилось с 5 до 2 моль. Чему равно среднее значение скорости реакции этому реагенту? 

  23. Какую группу металлов можно получить алюминотермическим способом? 

  24. Количество вещества и объем газа, который образуется на аноде при электролизе 850 г 40%-ного раствора нитрата серебра

  25. В уравнении реакции \(KMnO_4 + KNO_2 + H_2SO_4 = MnSO_4 + KNO_3 + K_2SO_4 + H_2O\)  коэффициенты перед окислителем и восстановителем равны

  26. Количество вещества и объем газа, который образуется при электролизе 2400 г 40%-ного раствора сульфата меди (II)

  27. Изменение давления не будет оказывать влияния на смещение равновесия в реакции

  28. В уравнении реакции \(K_2Cr_2O_7 + KBr + H_2SO_4 = Br_2 + Cr_2(SO_4)_3 + K_2SO_4 + H_2O\)  коэффициенты перед окислителем и восстановителем равны

  29. Повышение давления сместит равновесие в сторону образования исходных веществ в реакции

  30. Продукты реакции взаимодействия натрия с концентрированной серной кислотой

  31. Эндотермическими реакциями являются

  32. Продукты электролиза водного раствора хлорида калия

  33. Экзотермическими реакциями являются

  34. Укажите массу и количество вещества, которое образуется на катоде при электролизе 470 г 40%-ного раствора нитрата меди (II).

  35. В уравнении реакции \(KMnO_4 + NaCl + H_2SO_4 = MnSO_4 + K_2SO_4 + Na_2SO_4 + Cl_2(г) + H_2O\) коэффициенты перед окислителем и восстановителем равны

  36. Масса металла и объем газа, которые образуются при электролизе 160 г 20%-ного раствора сульфата меди (II)

  37. Повышение температуры сместит химическое равновесие в сторону продуктов реакции

  38. Укажите продукты реакции взаимодействия свинца с концентрированной серной кислотой.

  39. Скорость реакции \(CO_2(г) + 2SO_3(г) ↔ CS_2(г) + 4O_2(г)\), \(\Delta \) H > 0, при увеличении давления в 2 раза и уменьшении давления в 3 раза изменится соответственно

  40. Укажите продукты электролиза водного раствора нитрата меди (II).

  41. Скорость реакции \(2C_2H_6(г) + 7O_2(г) \rightarrow 6H_2O(г) + 4CO_2(г)\), \(\Delta \)H < 0, при уменьшении давления в 2 раза и увеличении концентрации \([C_2H_6]\) в 3 раза изменится соответственно

  42. Укажите газообразный продукт реакции и коэффициенты перед окислителем и восстановителем в уравнении реакции \(Ag + HNO_3(разб) = AgNO_3 + … + H_2O\).

  43. Понижение давления сместит равновесие в сторону образования продуктов реакции в

  44. Масса металла и объем газа, которые образуются при электролизе 966 г 50%-ного раствора сульфата цинка, составляют

  45. Дано уравнение реакции: KMnO\(_4\) + K\(_2\)S + H\(_2\)O = MnO\(_2\) + S + KOH. Укажите, какие коэффициенты должны стоять перед окислителем и восстановителем

     

  46. Температурный коэффициент реакции 2NO\(_{(г)}\) + O\(_{2(г)}\) ↔ 2NO\(_{2(г)}\)+ Q равен 2. Для увеличения скорости прямой реакции в 8 раз необходимо

  47. Только электролизом расплава можно получить

  48. Равновесие химической реакции 2СO(г) + O\(_2\)(г) ↔ 2СO2(г) + Q сместится влево при

  49. Количество вещества и объем газа, который образуется при электролизе 157 г 60%-ного раствора нитрата меди (II), составляют

  50. Дано уравнение реакции:

    Cu + H\(_2\)SO\(_4\)(конц) = CuSO\(_4\) + … + H\(_2\)O.

    Укажите газообразный продукт этой реакции и коэффициенты перед окислителем и восстановителем.

  51. Реакция N\(_{2(г)}\) + O\(_{2(г)}\) \(\leftrightarrow\) 2NO\(_{(г)}\) – Q является

  52. На нейтрализацию серной кислоты потребовалось 231 мл 40% гидроксида натрия (плотность равна 1,30 \(\frac{г}{мл}\)). При этом образовалось 170 г сульфата натрия. Выход соли от теоретически возможного составляет

  53. Укажите продукты реакции взаимодействия натрия с концентрированной серной кислотой.

  54. Дана реакция: 2SO\(_2\)(г) + O\(_2\)(г) ↔ 2SO\(_3\)(г) + Q. Как изменится ее скорость при увеличении давления в 3 раза и увеличении концентрации кислорода в 2 раза соответственно?

  55. Укажите продукты электролиза водного раствора бромида калия.

  56. Равновесие химической реакции 2C\(_2\)H\(_{6(г)}\) + 7O\(_{2(г)}\) ↔ 6H\(_2\)O\(_{(г)}\) + 4CO\(_{2(г)},\Delta\)H < 0, сместится в сторону исходных веществ при

  57. Реакция получения серного ангидрида из оксида серы (IV) характеризуется как

  58. Какие из приведенных реакций являются экзотермическими?

  59. Что увеличит выход продукта в экзотермической реакции N\(_{2(г)}\) + 3H\(_{2(г)}\) = 2NH\(_{3(г)}\)?

  60. На нейтрализацию 224 г смеси азотной и серной кислот потребовалось 410 мл \(30\%\) гидроксида натрия (плотность \(1,30\)\(\frac{г}{мл}\)). Содержание кислот в смеси равно соответственно

  61. Из приведенных реакций эндотермической является

  62. В реакции СО\(_{(г)}\) + 2Н\(_{2(г)}\) = СН\(_3\)ОН\(_{(г)}\) при увеличении давления в 3 раза

  63. Если при температурном коэффициенте γ = 3 скорость реакции увеличилась в 27 раз, то начальная и конечная температуры будут соответственно равны

  64. Схема процесса окисления

  65. Схема процесса восстановления

  66. В уравнении реакции \(N_{2(г)}+O_{2(г)}\leftrightarrow2NO_{(г)}\) при увеличении давления в 2 раза

  67. Термохимическое уравнение, отображающее образование 1 моля воды с выделением 285,8 кДж энергии

  68. Схема химического процесса: 2А\(_{(т)}\) + В\(_{(т)}\) =  2С\(_{(т)}\) + Q. Скорость прямой реакции увеличится при

  69. Исходя из уравнения реакции 2С\(_4\)Н\(_{10}\)+ 13О\(_2\) = 8СО\(_2\) + 10Н\(_2\)О + 5754 кДж, энтальпия сгорания бутана равна

  70. Вещество с атомной кристаллической решеткой

  71. Энтальпия образования оксида алюминия из простых веществ равна 1675 кДж. Термохимическим уравнением реакции образования оксида алюминия является

  72. Коэффициенты перед окислителем и восстановителем в уравнении реакции \(HNO_3+H_2S=H_2SO_4+NO+H_2O\)

  73. Схема реакции внутримолекулярного окисления-восстановления

  74. Скорость прямой реакции 2SO\(_2\)(г) + O\(_2\)(г) ↔ 2SO\(_3\)(г) + Q увеличится в 27 раз при

  75. Схема реакции диспропорционирования

  76. Продуктами электролиза раствора нитрата серебра являются

  77. Определите массовые доли веществ в растворе, образующиеся в результате электролиза 200 г 22%-го раствора хлорида калия, если на аноде выделилось 4,48 л (н. у.) газа.

  78. Согласно уравнению 2СН\(_3\)ОН\(_{(тв)}\) + 3О\(_{2(г)}\) = 2СО\(_{2(г)}\) + 4Н\(_2\)О + 1452 кДж, при сжигании 4 молей метанола выделится тепла

  79. В уравнении реакции Н\(_{2(г)}\) + Cl\(_{2(г)}\)= 2HCl\(_{(г)}\)+ Q равновесие сместится вправо при

Сообщить об ошибке