Скорость реакции. Обратимые реакции. Химическое равновесие

Научиться рассчитывать скорость реакции и определять направление смещения химического равновесия при изменении внешних условий.

Позволяет управлять промышленными процессами, такими как синтез аммиака, и объясняет биохимические реакции в организме.

• Скорость реакции зависит от природы веществ, концентрации, температуры, площади поверхности и катализатора.
• Закон действующих масс связывает скорость реакции с концентрациями реагентов.
• Химическое равновесие — это динамическое состояние, где скорости прямой и обратной реакций равны.
• Катализатор ускоряет достижение равновесия, но не смещает его.
• Принцип Ле Шателье описывает смещение равновесия при изменении температуры, давления или концентрации.

Скорость химической реакции

Изменение концентрации одного из реагентов или продуктов в единицу времени.

Энергия активации

Минимальная энергия, которой должны обладать молекулы, чтобы их столкновение привело к реакции.

Катализатор

Вещество, ускоряющее реакцию, но не расходующееся в ней.

Химическое равновесие

Состояние системы, при котором скорости прямой и обратной реакций равны, а концентрации всех веществ постоянны во времени.

• v = ± ΔC / Δt, где ΔC — изменение молярной концентрации, Δt — промежуток времени.
• v = k · [A]^a · [B]^b (закон действующих масс).
• v2 = v1 · γ^((T2 - T1)/10) (правило Вант-Гоффа).
• K = [C]^c · [D]^d / ([A]^a · [B]^b) (константа равновесия).
• γ — температурный коэффициент, обычно равен 2–4.

1. Пример 1реакция
   • Для реакции C(тв) + O2(г) → CO2(г) скорость v = k·[O2], так как концентрация твердого углерода постоянна

• Азот при обычных условиях почти инертен из-за прочной тройной связи N≡N.
• Фтор реагирует с большинством веществ очень быстро.
• Катализатор снижает энергию активации, увеличивая долю активных молекул.

• Строение атома
• Периодический закон
• Химическая связь
• Стехиометрия