Гомогенная и гетерогенная системы. Фаза, компонент. Факторы, влияющие на скорость химической реакции




Скачать 298.34 Kb.
НазваниеГомогенная и гетерогенная системы. Фаза, компонент. Факторы, влияющие на скорость химической реакции
страница1/3
Дата публикации25.07.2013
Размер298.34 Kb.
ТипДокументы
zadocs.ru > Химия > Документы
  1   2   3
1 Гомогенная и гетерогенная системы. Фаза, компонент. Факторы, влияющие на скорость химической реакции.

Фазой называется часть физической или химической системы, однородная по составу и строению и отделенная от других частей системы границей раздела. Фазой может быть газ или смесь газов, жидкость или жидкий раствор, твердое вещество. В любом случае, чтобы представлять собой отдельную фазу, такая составная часть системы должна быть однородной. По числу фаз системы делят на гомогенные (состоящие из одной фазы) и гетерогенные (состоящие из двух или большего числа фаз). Компоненты - это индивидуальные вещества, которые, будучи взяты в наименьшем числе, достаточны для построения всей системы. Компоненты можно определить как независимые составные части системы. На скорость химической реакции влияют следующие факторы: 1) Природа реагирующих веществ (характер связи в молекулах реагентов); 2) Концентрация реагентов; 3) Температура; 4) Катализатор; 5) Давление (для газов); 6) Излучение (ИК-, УФ-, рентгеновское, радиоактивное и др.); 7) Площадь поверхности раздела фаз (для гетерогенных реакций).

2.Средняя и мгновенная скорости химической реакции. Факторы, влияющие на скорость реакции в гомогенной и гетерогенной системах.

Скорость химической реакции равна изменению количества вещества в единицу времени в единице реакционного пространства.
Средняя скорость реакции определяется по формуле: v= ∆C/∆t
Мгновенная скорость реакции определяется по формуле: v=dC/dt
В обоих случаях C - концентрация (отношение количества вещества к объёму).
Про факторы написано в пункте 1.

3.Зависимость скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ в гомогенной и гетерогенной системах.

Зависимость скорости гомогенной реакции от концентрации определяется законом действующих масс: скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ в степенях их стехиометрических коэффициентов: v=k×[A]×[B], где k - константа скорости химической реакции (зависит от температуры и природы реагирующих веществ, но не зависит от их концентрации). Скорость гетерогенных реакций не зависит от объемной концентрации реагирующих веществ, т.к. реакция протекает только на поверхности раздела фаз. Чем выше степень измельчения веществ, тем больше их поверхность и тем выше скорость протекания реакций. Скорость гетерогенных реакций зависит от скорости подвода реагирующих веществ к поверхности раздела фаз и от скорости отвода продуктов реакции. Поэтому перемешивание реакционной смеси ускоряет протекание гетерогенной реакции.

4.Зависимость скорости реакции от температуры. Уравнение Вант - Гоффа.

Правило Вант - Гоффа: при повышении температуры на каждые 10 градусов константа скорости гомогенной элементарной реакции увеличивается в два - четыре раза. 
Уравнение, которое описывает это правило следующее: v2=v1 × γ^((T2-T1)/10), где v2 - скорость реакции при температуре T2, v1 - скорость реакции при температуре T1 , γ - температурный коэффициент реакции (если он равен 2, например, то скорость реакции будет увеличиваться в 2 раза при повышении температуры на 10 градусов).

5.Активные и неактивные молекулы. Энергия активации.

Энергия активации в элементарных реакциях - это разность между значениями средней энергии частиц (молекул, радикалов, ионов и др.), вступающих в элементарный акт химической реакции, и средней энергии всех частиц, находящихся в реагирующей системе, то есть скорость реакции определяется соотношением между числом активных и неактивных молекул. Энергия активации связана с константой скорости реакции уравнением Аррениуса: k= k_(0 )×e^(-E/RT).
6.Обратимые и необратимые процессы. Кинетика обратимого процесса.

Обратимые и необратимые процессы, пути изменения состояния термодинамической системы. Процесс называют обратимым, если он допускает возвращение рассматриваемой системы из конечного состояния в исходное через ту же последовательность промежуточных состояний, что и в прямом процессе, но проходимую в обратном порядке. Если невозможно найти способ вернуть и систему, и тела в окружающей среде в исходное состояние, процесс изменения состояния системы называют необратимым. Кинетика обратимого процесса: в двусторонней реакции типа A+BD+E константа равновесия будет равна отношению констант скоростей прямой и обратной реакции: K_C= K_1/K_2.

7.Состояние химического равновесия. Константа равновесия. Факторы, влияющие на константу равновесия.

Химическое равновесие - это состояние химической системы, в котором обратимо протекает одна или несколько химических реакций, причём скорости в каждой паре прямая - обратная реакция равны между собой. Для системы, находящейся в химическом равновесии, концентрации реагентов, температура и другие параметры системы не изменяются со временем. Константа равновесия - величина, определяющая для данной химической реакции соотношение между термодинамическими активностями исходных веществ и продуктов в состоянии химического равновесия. Зная константу равновесия реакции, можно рассчитать равновесный состав реагирующей смеси, предельный выход продуктов, определить направление протекания реакции. Константа равновесия зависит от температуры.

8.Смещение химического равновесия. Принцип Ле - Шателье.

Положение химического равновесия зависит от следующих параметров реакции: температуры, давления и концентрации. Влияние, которое оказывают эти факторы на химическую реакцию, подчиняются закономерности, которая была высказана в общем виде французским ученым Ле-Шателье: если на систему, находящуюся в устойчивом равновесии, воздействовать извне, изменяя какое-либо из условий равновесия, то в системе усиливаются процессы, направленные на компенсацию внешнего воздействия. Факторы, влияющие на химическое равновесие: 1) температура - при увеличении температуры химическое равновесие смещается в сторону эндотермической (поглощение) реакции, а при понижении в сторону экзотермической (выделение) реакции; 2) давление - при увеличении давления химическое равновесие смещается в сторону меньшего объёма веществ, а при понижении в сторону большего объёма. Этот принцип действует только на газы, т.е. если в реакции участвуют твердые вещества, то они в расчет не берутся; 3) концентрация исходных веществ и продуктов реакции - при увеличении концентрации одного из исходных веществ химическое равновесие смещается в сторону продуктов реакции, а при увеличении концентрации продуктов реакции - в сторону исходных веществ.

9.Влияние температуры, давления и концентрации реагирующих веществ на смещение химического равновесия. Принцип Ле - Шателье.

Тот же ответ, что и на вопрос 8.
10.Энергетические эффекты химической реакции. Первый закон термодинамики.

Энергетические эффекты химических реакций изучает термохимия. Данные об энергетических эффектах используются для выяснения направленности химических процессов, для расчета энергетических балансов технологических процессов и т.д. Химическая термодинамика - это раздел физической химии, которая изучает превращения различных видов энергии при химических реакциях, процессах растворения, кристаллизации. Химическая термодинамика исследует возможности и границы самопроизвольного протекания физических процессов. Объектом изучения в термодинамике является термодинамическая система, под которой понимают условно выделенную из пространства совокупность тел, между которыми возможен теплообмен. Первый закон термодинамики - один из трёх основных законов термодинамики, представляет собой закон сохранения энергии для термодинамических систем: изменение внутренней энергии системы при переходе её из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе, то есть, оно зависит только от начального и конечного состояния системы и не зависит от способа, которым осуществляется этот переход.
11.Внутренняя энергия. Факторы, влияющие на значение внутренней энергии.

Внутренняя энергия тела - это сумма энергий молекулярных взаимодействий и тепловых движений молекулы, энергия тела, зависящая только от его внутреннего состояния. Внутренняя энергия является однозначной функцией состояния системы. Это означает, что всякий раз, когда система оказывается в данном состоянии, её внутренняя энергия принимает присущее этому состоянию значение, независимо от предыстории системы. Следовательно, изменение внутренней энергии при переходе из одного состояния в другое будет всегда равно разности между ее значениями в конечном и начальном состояниях, независимо от пути, по которому совершался переход.

12.Энтальпия. Стандартные условия при определении энтальпии. Каким образом рассчитывается энтальпия в ходе химической реакции.

Энтальпия, также тепловая функция и теплосодержание — термодинамический потенциал, характеризующий состояние системы в термодинамическом равновесии при выборе в качестве независимых переменных давления, энтропии и числа частиц. Проще говоря, энтальпия - это та энергия, которая доступна для преобразования в теплоту при определенных температуре и давлении. Энтальпия представляет собой сумму внутренней энергии и давления, умноженного на объем системы, и равна: H = U + pV, где p - давление в системе, V - объем системы. Чтобы подчеркнуть справедливость этой величины только для стандартных условий, в таблицах её обозначают следующим образом: ∆Но298 Маленький "нолик" рядом с ∆Н по традиции символизирует некое стандартное состояние, а цифра 298 напоминает, что значения приведены для веществ при 25 оС (или 298 К).

13.Закон Гесса. Привести пример определения энтальпии химической реакции.

Закон Гесса - основной закон термохимии, который формулируется следующим образом: тепловой эффект химической реакции, проводимой в изобарно-изотермических или изохорно-изотермических условиях, зависит только от вида и состояния исходных веществ и продуктов реакции и не зависит от пути её протекания. Иными словами, количество теплоты, выделяющееся или поглощающееся при каком-либо процессе, всегда одно и то же, независимо от того, протекает ли данное химическое превращение в одну или в несколько стадий (при условии, что температура, давление и агрегатные состояния веществ одинаковы). 

14.Понятие об энтропии. Как связано изменение энтропии с изменением объема системы.

Энтропия - это функция (S) состояния термодинамической системы, изменение которой dS для бесконечно малого обратимого изменения состояния системы равно отношению кол-ва теплоты δQ, полученного системой в этом процессе (или отнятого от системы), к абсолютной температуре Т: dS= δQ/T.

15.Движущая сила химической реакции. Энергия Гиббса. Определение температуры равновесия.

Свободная энергия Гиббса (или просто энергия Гиббса, или потенциал Гиббса, или термодинамический потенциал в узком смысле) — это величина, показывающая изменение энергии в ходе химической реакции и дающая таким образом ответ на принципиальную возможность протекания химической реакции; это термодинамический потенциал следующего вида: G = U + PV - TS, где U -внутренняя энергия, P - давление, V - объем, T - абсолютная температура, S - энтропия. Движущей силой химической реакции является убыль энергии Гиббса.
16.Способы выражения концентрации растворов.

Нормальная концентрация - количество эквивалентов данного вещества в 1 литре раствора. Нормальную концентрацию выражают в моль - экв/л или г - экв/л (имеется в виду моль эквивалентов). Для записи концентрации таких растворов используют сокращения «н» или «N». Например, раствор, содержащий 0,1 моль - экв/л, называют децинормальным и записывают как 0,1 н. Мольная доля - отношение количества молей данного компонента к общему количеству молей всех компонентов. Мольную долю выражают в долях единицы. Молярная концентрация - количество растворённого вещества (число молей) в единице объёма раствора. Молярная концентрация в системе СИ измеряется в моль/м3, однако на практике её гораздо чаще выражают в моль/л или ммоль/л. Также распространено выражение в «молярности». Возможно другое обозначение молярной концентрации CM , которое принято обозначать М. Так, раствор с концентрацией 0,5 моль/л называют 0,5-молярным.

17.Понятие об эквиваленте. Закон эквивалентов. Нормальная концентрация. Основное уравнение объемного анализа.

Эквивалент - это реальная или условная частица, которая может присоединять, высвобождать или другим способом быть эквивалентна катиону водорода в ионообменных реакциях или электрону в окислительно-восстановительных реакциях. Закон эквивалентов: все вещества реагируют в эквивалентных отношениях. Формула, выражающая закон эквивалентов: m1Э2=m2Э1. Нормальная концентрация в пункте 16. Объемный анализ - это совокупность методов химического количественного анализа, основанных на измерении объёмов для установления концентрации (содержания) определяемого вещества.

18.Теория электролитической диссоциации.

Электролитическая диссоциация — процесс распада электролита на ионы при растворении его в полярном растворителе или при плавлении. Классическая теория электролитической диссоциации основана на предположении о неполной диссоциации растворённого вещества, характеризуемой степенью диссоциации α, т. е. долей распавшихся молекул электролита. Динамическое равновесие между недиссоциированными молекулами и ионами описывается законом действующих масс. Константа диссоциации Kd определяется активностями катионов α_(k+), анионов α_(k-) и недиссоциированных молекул α_kA. Значение Kd зависит от природы растворённого вещества и растворителя, а также от температуры и может быть определено несколькими экспериментальными методами. Степень диссоциации (α) может быть рассчитана при любой концентрации электролита.

19.Кислоты, основания, соли. Процессы диссоциации. Основные свойства.

Кислоты — сложные вещества, в состав которых обычно входят атомы водорода, способные замещаться на атомы металлов, и кислотный остаток. Водные растворы кислот имеют кислый вкус, обладают раздражающим действием, способны менять окраску индикаторов, отличаются рядом общих химических свойств. Соли — класс химических соединений, к которому относятся вещества, состоящие из катионов металла и анионов кислотного остатка. Основания — сложные вещества, которые состоят из атомов металла или иона аммония и гидроксогруппы (-OH). В водном растворе диссоциируют с образованием катионов и анионов ОН−. Название основания обычно состоит из двух слов: «гидроксид металла/аммония». Хорошо растворимые в воде основания называются щелочами. Про процессы диссоциации написано в пункте18. Основные свойства кислот: 1)взаимодействие с основными оксидами с образованием соли и воды; 2)взаимодействие с амфотерными оксидами с образованием соли и воды; 3)взаимодействие со щелочами с образованием соли и воды (реакция нейтрализации); 4)взаимодействие с нерастворимыми основаниями с образованием соли и воды. Основные свойства солей: 1) соли взаимодействуют с кислотами и основаниями, если в результате реакции получается продукт, который выходит из сферы реакции; 2)соли взаимодействуют с металлами, если свободный металл находится левее металла в составе соли в электрохимическом ряде активности металлов; 3)соли взаимодействуют между собой, если продукт реакции выходит из сферы реакции (образуется газ, осадок или вода); в том числе эти реакции могут проходить с изменением степеней окисления. Основные свойства оснований: 1)Действие на некоторые кислотно-основные индикаторы; 2)при взаимодействии с кислотой образуется соль и вода; 3)слабые и нерастворимые основания при нагреве разлагаются.
  1   2   3

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Гомогенная и гетерогенная системы. Фаза, компонент. Факторы, влияющие на скорость химической реакции iconМетоды определения порядка химической реакции
Кинетика химических реакций изучает скорость их протекания и зависимость скорости от различных факторов: концентрации веществ, температуры...

Гомогенная и гетерогенная системы. Фаза, компонент. Факторы, влияющие на скорость химической реакции iconВопросы к зачету по курсу «Создание современных процессов нефтехимии...
Факторы, влияющие на протекание химических реакций. Способы регулирования скорости и равновесия

Гомогенная и гетерогенная системы. Фаза, компонент. Факторы, влияющие на скорость химической реакции iconРеакции окисления
Цель: сформировать знания об основных теориях кислотности и основности органических соединений, изучить факторы, влияющие на их выраженность...

Гомогенная и гетерогенная системы. Фаза, компонент. Факторы, влияющие на скорость химической реакции icon1. Энергетика химических превращений (тепловой эффект химических...
Скорость химической реакции (определение, единица измерения, формула, примеры решения задач)

Гомогенная и гетерогенная системы. Фаза, компонент. Факторы, влияющие на скорость химической реакции iconРоссийской Федерации Государственное бюджетное образовательное учреждение...
Понятие о тепловом эффекте химической реакции из школьного курса химии. Экзотермические и эндотермические реакции

Гомогенная и гетерогенная системы. Фаза, компонент. Факторы, влияющие на скорость химической реакции iconКристаллическое строение металлов фаза и структура
Фаза – называют однородную составную часть системы, имеющую определённые состав, кристаллическое строение и свойства

Гомогенная и гетерогенная системы. Фаза, компонент. Факторы, влияющие на скорость химической реакции icon1. Основные химические реакции процесса горения. Теплота сгорания
При исследовании процесса горения различных веществ важно знать уравнение химической реакции этого процесса

Гомогенная и гетерогенная системы. Фаза, компонент. Факторы, влияющие на скорость химической реакции iconТема Цели, задачи и функции аис
При построении и эксплуатации аис учитываются следующие основные категории (признаки) аис: цели, задачи, функции системы, структура,...

Гомогенная и гетерогенная системы. Фаза, компонент. Факторы, влияющие на скорость химической реакции iconЛабораторная работа №2 подбор константы скорости химичесеой реакции...
Закрепить методику формирования математической модели кинетики химической реакции в форме дифференциальных уравнений

Гомогенная и гетерогенная системы. Фаза, компонент. Факторы, влияющие на скорость химической реакции iconЗакон сложения скоростей в классической механике скорость тела относительно...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
zadocs.ru
Главная страница

Разработка сайта — Веб студия Адаманов