ЗАНЯТТЯ №12

Тема: Загальні уявлення про швидкість хімічних реакцій.

Залежність швидкості реакції від природи, концентрації,

температури. Поняття про каталіз

Актуальність: Вивчення кінетики і механізму хімічних реакцій має велике теоретичне і практичне значення як для хімії, так і для медицини. Так, наприклад, зміна температури людини при хворобі впли­­­ває на фізіологічні процеси в людському організмі. Також, використання великої кількості різних ліків може знижувати ефективність лікування хворого, у зв'язку з різними швидкостями їх засвоєння або різною дією на організм.

Навчальні цілі:

Знати: закон діючих мас, залежність швидкості хімічної реакції від температури, концентрації, присутності каталізаторів, види і тео­рії каталізу, вплив каталізатора на енергію активації, гетерогенні і гомогенні системи.

Уміти: визначати швидкість хімічних реакційза законом діючих мас і законом Вант-Гоффа, вирішувати задачі по даній темі.

Самостійна позааудиторна робота:

! Написати в робочому зошиті:

1. Як зміниться швидкість реакції, якщо концентрацію реагуючих речовин в реакції:

2А1 + 3Cl₂ = 2А1Cl₃, якщо

а) збільшити в 2 рази;

б) зменшити в 3 рази;

в) збільшити в 10 разів концентрацію алюмінію.

2. Обчисліть константу рівноваги реакції Н₂(г) + І₂(г) = 2НІ(г), якщо початкові концентрації водню та йоду і рівноважна концентра­ція НІ складають 2 моль/дм³:

а) 1; б) 2; в) 4; г) 0, 5.

3. Як зміниться швидкість реакції, якщо температуру підвищили від 10 до 40 градусів, а γ = 3?

 

4. Чи можливе життя на планеті земного типу, де енергія активації для будь-якої хімічної реакції дорівнювала б нулю? Як ви думаєте, які явища, які ми спостерігаємо на Землі, були б неможливі на такій планеті?

5. Оцінити (за принципом більше – менше) енергії активації: а) реакцію окиснення заліза киснем у присутності води; б) реакцію окиснення Метану киснем. Написати рівняння цих реакцій.

6. Навести по одному прикладу: а) фізичного перетворення і б) хі­мічного перетворення, що протікають з дуже високими швидкостями. Навести по одному прикладу таких перетворень, що протікають з дуже низькими швидкостями.

 

6 Дати відповіді на тести:

1. Наведено хімічну реакцію А + 2В D Ав₂. Визначити швид­кість прямої реакції:

а) v = [A]² ∙ [B]; б) v = [A] / [B];

в) v = [A] ∙ [B]²; г) v = [A] ∙ [B]^1/2.

2. Наведено хімічну реакцію 3H₂ + N₂ D 2 NH₃. Визначити швид­кість прямої реакції:

а) v = [H₂] ∙ [N₂]; б) v = [N₂] ∙ [H₂]³;

в) v = [H₂]³ ∙ [N₂]²; г) v = [H₂]^1/3 ∙ [N₂].

3. Від якого фактора НЕ залежить швидкість хімічної реакції:

CO + 3Fe₂O_3(тв.) ® 2Fe₃O_{4 (тв.)} + CO₂?

а) концентрації СО; б) концентрації Fe₂O₃;

в) температури; г) тиску.

4. Визначити реакцію, що проходить миттєво:

а) H₂ + Cl₂ ® 2 HCl; б) 2 H₂ + O₂ ® 2 H₂O;

в) 3 H₂ + N₂ ® 2 NH₃; г) H₂SO₄ + 2 KOH ® K₂SO₄ + 2 H₂O (р-н).

5. З підвищенням температури швидкість хімічної реакції:

а) зменшується; б) залишається незмінною;

в) збільшується; г) збільшиться, потім зменшиться.

6. У реакції N₂ + 3Н₂ D 2NН₃ концентрацію водню збільшили в 3 рази. У скільки разів зросте швидкість прямої реакції?

а) зросте у 3 рази; б) зросте в 9 разів;

в) зросте в 27 разів; г) зросте в 81 раз.

7. У двох посудинах проводили реакцію:

ZnCl₂ + 2KOH ® Zn(OH)₂ + 2 KCl.

У одній склянці змішували вихідні сполуки в кристалічному виг­ляді, у другій – у вигляді водних розчинів. Реакція протікає швидше:

а) у першій посудині; б) в другій посудині;

в) реакція не відбувається;

г) з однаковою швидкістю в обох посудинах.

8*. У дві склянки налили розчин хлоридної кислоти однакової концентрації. У першу склянку занурили залізну пластинку масою 1 г, а в другу внесли 1 г залізних ошурок. Реакція закінчиться:

а) одночасно в обох склянках; б) раніше в першій склянці;

в) раніше в другій склянці; г) реакція не відбувається.

 

Контрольні питання:

1. Що таке швидкість хімічної реакції? Формула визначення швид­кості.

2. Від яких чинників залежить швидкість реакції?

3. Як залежить швидкість реакції від природи реагуючих речовин?

4. Як залежить швидкість реакції від концентрації реагуючих речовин?

5. Що стверджує закон діючих мас? Його математичний вираз.

6. Приклади впливу концентрації на швидкість реакції.

7. Яка залежність між швидкістю і температурою? Правило Вант-Гоффа – «правило десятки».

8. Приклади впливу температури на швидкість реакції.

9. Який механізм впливу підвищення температури на швидкість реакції?

10. Що таке каталіз?

11. Що таке каталізатори, інгібітори. Приклади.

12. Яка дія промоторів, каталітичні отрути. Приклади.

11. Види каталізаторів. Приклади.

14. Яка роль каталізатора в хімічних реакціях?

15. Що відноситься до біологічних каталізаторів? Яка їх дія на організм людини?

15. Види і механізми дії каталізаторів. Приклади.

 

Самостійна робота на занятті

! Написати в робочому зошиті:

1. Як зміниться швидкість хімічної реакції

2H₂S + 3О₂ = 2Н₂О + 2SО₂, якщо:

а) збільшити в 2 рази концентрацію кисню;

б) збільшити 4 рази концентрацію сірководню (H₂S);

в) збільшити в 3 рази тиск в системі;

г) зменшити в 2 рази тиск в системі?

2. Як зміниться швидкість реакції, якщо температуру зменшили на 20 градусів, а γ = 4?

3. Рівноважні концентрації реакції СО_(г) + Cl_2(г) D СОCl_2(г) дорів­ню­ють: [Cl₂] = 0, 3 моль/дм³; [CО] = 0, 2 моль/дм³; [СОCl₂] = 1, 2 моль/дм³. Визначити константу рівноваги реакції:

а) 6; б) 10; в) 12; г) 20; д) 36.

4. 2 л розчину речовини А (концентрація 0, 6 моль/л) змішали для реак­ції з 3 л розчину речовини Б (1 моль/л). Яка початкова концентрація речовин А і Б в одержаному розчині?

5*. Як пояснити, що після важкої хвороби з високою температурою (грипу, наприклад) люди худнуть?

6*. Пояснити, для чого Ви використовуєте холодильник з погляду кінетики.

7*. Складні операції в кардіології проводять на відключеному серці, при цьому хворий знаходиться в камері з низькою температурою. Пояснити чому.