+7 (727) 344 95 95
Толық ҰБТ тапсыру
Қазақша

iTest қолданбасын жүктеп алу

Мектеп емтихандарына ыңғайлырақ форматта дайындалыңыз

logo-device logotype logotype-float

Жалпы химия: химиялық реакциялардың жүру заңдылықтары
Алдыңғы конспект Келесі конспект
Конспект

Жалпы химия: химиялық реакциялардың жүру заңдылықтары

 

Химиялық реакцияның жылдамдығын және оған әсер ететін факторларды (температура, концентрация, қысым, жанасу бетінің аумағы, катализатор) зерттейтін химияның саласы химиялық кинетика деп аталады.

Химиялық реакциялардың жүру заңдылықтарымен танысу үшін мынадай түсініктерге және заңдарға анықтама берейік:

  • фаза
  • гомогенді және гетерогенді жүйелер мен реакциялар
  • химиялық реакциялардың жылдамдығы
  • әрекеттесуші массалар заңы
  • Вант-Гофф ережесі
  • катализ
  • катализатор.

 

Фаза – гетерогенді (әртүрлі) жүйенің біртекті бөлігі. Мысалы, О˚С су үш агрегаттық күйде болып: мұз, су мен бу – үш фазадан тұратын гетерогенді жүйе түзеді: қатты фаза – мұз, сұйық – су және газтекті фаза – бу.

Гомогенді жүйелерде әрекеттесетін заттардың агрегаттық күйі бірдей немесе бір фазаның көлемінде жүретін реакцияларды гомогенді реакциялар деп атайды.

Гетерогенді жүйелер бірнеше фазадан тұрады; әрекеттесуші заттар әр түрлі агрегаттық күйде болатын реакцияларды гетерогенді реакциялар деп атайды.

Азот N2 мен оттек О2 әрекеттескенде, азот (ІІ) оксидінің түзілу реакциясы гомогендік реакцияға жатады. Себебі бастапқы және түзілген заттар бірдей күйде – газ күйінде болады. Бұл процесті былай өрнектеуге болады:

 

N2(г) + O2(г) = 2NO(г) – Q, мұнда г – газ, Q – реакцияның жылу эффектісі.

 

Кальций оксидінің көміртек (ІV) оксидімен әрекеттесу процесі – гетерогендік реакцияға жатады, өйткені CaO және түзілетін CaCO3 – қатты күйде, ал CO2 газ күйінде болады:

 

CaO(қ) + CO2(г) = CaCO3(қ) , мұнда қ – қатты.

 

Химиялық реакцияның жылдамдығы уақыт өлшемінде әрекеттесетін заттардың немесе түзілген өнімдерінің біреуінің зат мөлшері жүйенің белгілі бір көлемінде (гомогенді реакция) немесе фаза бетінің аудан бірлігінде (гетерогенді реакция) өзгеруін айтады.

Гомогенді реакция жүйенің бүкіл көлемінде жүреді:

\(\triangle \upsilon = \pm \frac {\triangle v}{V \cdot\triangle t} (1)\)

мұнда: ∆υ – реакцияның орташа жылдамдығы, моль/л · с;

∆ν(ню) – зат мөлшерінің өзгеруі, моль;

V – жүйенің көлемі, л;

∆t – уақыт интервалы, с.

 

Химиялық реакцияның жылу жылдамдығының шамасы оң таңба болу үшін математикалық өрнектеуінің алдында оң және теріс таңбалар қойылды.

Себебі егер химиялық реакцияның жылдамдығын реагенттердің мөлшерінің өзгеруі бойынша есептегенде, реакция кезінде бастапқы заттардың мөлшері азаяды да, реакцияның жылдамдығы теріс шама болмау үшін 1 – теңдеуде (-) таңба қойылған.

теңдеуде  \(\frac{\triangle \upsilon}{V}\) қатынасы заттың молярлық концентрациясын көрсетеді.

CМ, онда бұл теңдеуі басқаша өрнектеледі:

\(\triangle \upsilon = \pm \frac {\triangle C}{S \cdot\triangle t} \)

Гетерогенді жүйелерде реакция фазааралық бетте жүреді:

 

 \(\triangle \upsilon = \pm \frac {\triangle C}{S \cdot\triangle t} (3)\) , мұнда S – реакция өтетін фаза бетінің ауданы.

 

Гетерогендік реакцияның жылдамдығы жанасу бетінің шамасына және араластыру жылдамдығына тәуелді болады.

 

Әрекеттесуші массалар заңы: химиялық реакцияның жылдамдығы әрекеттесуші заттардың концентрацияларының көбейтіндісіне тура пропорционал.

Мынадай реакцияны қарастырайық:

\(aA+bB \rightarrow cC+dD\)

Мұнда А, В, С, D – газ және сұйық күйдегі заттар, ал а, в, с, d – реакция теңдеудегі стехиометриялық коэффициенттер.

Осыдан әрекеттесуші массалар заңы математикалық түрде былай бейнеленеді:

\(\upsilon=k \cdot C^a_A \cdot C^b_B\)

мұнда СА және СВ – А және В заттардың молярлық концентрациялары, k – пропорционалдық коэффициенті немесе берілген реакцияның жылдамдық константасы.

Вант-Гофф ережесі: гомогенді жүйелерде химиялық реакциялардың жылдамдығы әрбір 10 градусқа көтергенде шамамен 2-4 есе артады.Вант-Гофф ережесін, математикалық теңдеуі жылдамдықтардың қатынасы арқылы өрнектеледі:

\(\frac {\upsilon T_2}{\upsilon T_1} = \gamma \frac{T_2-T_1}{10^\circ C}\)

мұнда  \(\upsilon T_1\) – бастапқы температурадағы реакция жылдамдығы;

 \(\upsilon T_2\) – соңғы температурадағы және соңғы реакция жылдамдығы;

Т1 және Т2 бастапқы және соңғы температуралар;

γ – температуралық коэффициент, ол – температураны 10˚C - ға жоғарылатқанда белгілі реакция жылдамдығының неше есе өсетінін көрсететін сан, \(2 \leq \gamma \leq 4\)

Катализ: катализаторлардың әсерінен химиялық жылдамдықтың өзгеруі.

Катализаторлар, өршіткілер – химиялық реакцияның жылдамдығын өзгерте алатын, бірақ реакция өнімдерінің құрамына кірмейтін заттар.



Сұрақтар

  1. Химиялық реакцияның температуралық коэффициенті 2 - ге тең болғанда, реакция 80\(^\circ\)C - да 8 минутта аяқталады. Берілген реакция 60\(^\circ\)C - да қанша уақытта аяқталады?

  2. Химиялық реакцияның температуралық коэффициенті 2-ге тең болғанда, реакция 80\(^\circ\)C = да 8 минутта аяқталды. Мына реакция 140\(^\circ\)С - да қанша минутта аяқталады:

  3. A\(_{(r)}\) + 2B\(_{(г)}\)= 3D\(_{(г)}\)гомогенді реакция біраз уақыт басталғаннан кейін А және D заттардың концентрациясы 0,6 моль/л және 1,2 моль/л сәйкесінше тең болды. А заттың бастапқы концентрациясын табыңыз.

  4.  A + B → AB реакцияның жылдамдығы 0,2 моль/л·с, ал 60 секунд өткеннен кейін түзілген өнімдерінің біреуінің концентрациясы мынадай болады:

  5. A + B → AB реакция теңдеуінде А затының бастапқы концентрациясы 0,3 моль/л, ал 10 секунд өткеннен кейін 0,2 моль/л болса, реакцияның орташа жылдамдығын табыңыз.

  6. Температураны 40\(^\circ\)C - ға көтергенде реакция жылдамдығы 100 есе артады. Реакцияның температуралық коэффициентін есептеңіз.

  7. Реакцияның температуралық коэффициенті 2,5 - ге тең. 40\(^\circ\)C - да реакция жылдамдығы 1 моль/л·с – қа сәйкес болды. 80\(^\circ\)C - ға температураны жоғарылатқанда реакция жылдамдығы қандай болатынын анықтаңыз.

  8. Егер алюминий оксидінің түзілу жылуы шамамен 1671 кДж, ал темір (ІІІ) оксидінің – 741 кДж мөлшеріне сәйкес болса, темір (ІІІ) оксидінен темірді алюминотермиялық тәсілмен тотықсыздану кезінде бөлінетін жылудың мөлшері.

  9. Массасы 7,8 г бензол жанғанда 316,93 кДж жылу бөлінсе, бензолдың жану реакциясының жылу эффектісі.

  10. Реакцияның термохимиялық теңдеуі бойынша \(     C_3H_8 + 5O_2 = 3CO_2 + 4H_2O  + 2240 кДж \)көлемі 336 л пропан жанғанда бөлінетін энергияның мөлшері.

  11. Мына реакция үшін 2H\(_2\)+ O\(_2\)→ 2H\(_2\)O оттектің концентрациясын 3 есе өсіргенде реакция жылдамдығы ...

  12. Мынадай реакцияның барысында: H\(_{2(г)}\)+ I\(_{2(г)}\)\(\leftrightarrows\) 2HI\(_{(г)}\) йодсутектің тепе-теңдік концентрациясы [HI]= 0,2 моль/л-ге тең болса, йодтың және сутектің тепе-теңдік концентрациялары [J2], [H2] сәйкесінше.

  13. Белгілі бір температурада жабық ыдыста мынадай гомогенді реакцияның барысында: CO\(_{(г)}\)+ H\(_2\)O\(_{(г)}\) \(\leftrightarrows\) H\(_{2(г)}\)+ CO\(_{2(г)}\)тепе-теңдік кезінде жүйедегі заттардың тепе-теңдік концентрациялары: [СО]\(_{T-T}\) = 0,08 \(\frac{моль}{л}\), [Н\(_2\)О]\(_{T-T}\) = 0,32 \(\frac{моль}{л}\), [Н\(_2\)]\(_{T-T}\) = 0,16 \(\frac{моль}{л}\), [СО\(_2\)]\(_{T-T}\) = 0,16 \(\frac{моль}{л}\) тең болады. Тепе-теңдік константасы (Кт-т), көміртек (ІІ) оксиді мен судың бастапқы концентрацияларын ([СО]\(_б\), [Н\(_2\)О]\(_б\)) табыңыз.

  14. Мынадай реакцияда: C\(_3\)H\(_8\)+ 5O\(_2\)= 3CO\(_2\)+ 4H\(_2\)O + Q оттектің концентрациясын 2 есе жоғарылатқанда реакция жылдамдығы қалай өзгереді?

  15. Мына реакцияда: N\(_2\)+ 3H\(_2\) \(\leftrightarrows\) 2NH\(_3\)+ Q тепе - теңдікті тура реакцияның бағытына қарай ығыстыру үшін қажетті жағдай.

  16. Мынадай гомогенді реакцияда 2SO\(_{2(г)}\)+ O\(_{2(г)}\)\(\leftrightarrows\) 2SO\(_{3(г)}\)+ Q жүйесінде күкірт (IV) оксидінің концентрациясын 2 есе төмендеткенде жылдамдық қалай өзгереді?

  17. Берілген гомогенді жүйеде: 2SO\(_2\)+ O\(_2\)\(\leftrightarrows\) 2SO\(_3\)+ Q а) SO2 –ң концентрациясын 3 есе өсіргендегі; б) оттектің концентрациясын 4 есе өсіргендегі реакцияның жылдамдығын табыңыз.

  18. Мына реакцияның: 2H\(_2\)S\(_{(г)}\)+ SO\(_{2(г)}\) \(\xrightarrow{t}\) S\(_{(қ)}\)+ 2H\(_2\)O\(_{(г)}\) жылдамдығын 9 есе арттыру үшін күкіртсутектің концентрациясын не істеу керек?

  19. FeO\(_{(қ)}\)+ H\(_{2(г)}\) жүйесінде тепе-теңдікті бастапқы заттар түзілуі реакция бағытына қарай ығысады.

  20. 2NO\(_{(г)}\)+ O\(_{2(г)}\)\(\leftrightarrows\) 2NO\(_{2(г)}\)+ Q  жүйесіндегі химиялық тепе-теңдік өнімдер түзілу бағытына қарай ығысады.

  21. Сутек пен оттектің қоспасының сутекпен салыстырғандағы тығыздығы 14. Осы қоспадағы оттек пен сутектің көлемдік үлесін табыңыз.

  22. Сульфид ионын анықтайтын зат.

  23. Химиялық реакцияның температуралық коэффициенттері ϒ = 2 және ϒ = 3. Температураны 50 градусқа көтергенде реакцияның жылдамдығы артады.

  24. Мыс (ІІ) гидроксидімен анықталатын зат.

  25. Массасы 24,12 г (жез) мыстың мырышпен құймасы концентрлі азот қышқылы әрекеттескенде,16,8 л (қ.ж.) газ алынады. Жездегі мырыш мен мыстың массалық үлестерін (%) есептеңіз.

  26. 40 г мыстың мыс (ІІ) оксидімен қоспасын сутекпен тотықсыздандырғанда 6 г су түзіледі. Қоспадағы әрбір құраушының массалық үлесі қандай?

  27. I- ионын анықтау үшін қолданылатын элемент(-тер).

  28. Ион алмасу реакциясы(–лары).

  29. 45 г этил спирті мен 6,6 г натрий әрекеттескенде түзілетін сутегінің (қ.ж) көлемін табыңыз.

  30. Реакцияның температуралық коэффициенті 3-ке тең. Реакция жылдамдығын 27 және 81 есе арттыру үшін температураны неше градусқа арттыру керек екенін табыңыз.

  31. Ион алмасу реакциясы (-лары).

  32. Химиялық ракцияға түсетін қосылыс (–тар).

  33. Карбонат, сульфит, сульфат иондарын анықтайтын реактив (-тер).

  34. Реакция іс жүзінде аяғына дейін жүретін реагент (-тер).

  35. Fe\(^{3+}\), Cl\(^{-}\) иондарының сапалық құрамын анықтайтын реактив (-тер).

  36. KOH+ Cl\(_2\)(суық ерітінді)→  реакция нәтижесінде түзілетін зат (-тар).

  37. KOH+ Cl\(_2\)(ыстық ерітінді)→  реакция нәтижесінде түзілетін зат (-тар).

Қате туралы хабарландыру