реакции пропорциональна произведению концентраций исходных веществ в степенях равных их стехеометрическцм коэффициентам.
-о = К-с[А]т . с[В]п,где с [А] и с [В] — молярные концентрации веществ А и В, К — коэффициент пропорциональности, называемый константой скорости реакции.
Влияние температуры
Зависимость скорости реакции от температуры определяется правилом Вант-Гоффа, согласно которому при повышении температуры на каждый 10 С скорость большинства реакций увеличивается в 2—4 раза. Математически эта зависимость выражается соотношением:
v = v ? у 10 ,
где и i)t , i>t — скорости реакции соответственно при начальной (t:) и конечной (t2) температурах, а у — температурный коэффициент скорости реакции, который показывает, во сколько раз увеличивается скорость реакции с повышением температуры реагирующих веществ на 10 °С.
Пример 1. Напишите выражение зависимости скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ для процессов:
а) Н2 4- J2 -» 2HJ (в газовой фазе);
б) Ва2+ 4- S02-= BaS04 (в растворе);
в) СаО 4- С02 -» СаС03 (с участием твердых
веществ).
Решение. v = K-c(H2)c(J2); v = K-c(Ba2+)-c(S02); v = Kc(C02).
Пример 2. Как изменится скорость реакции 2А + В2^± 2АВ, протекающей непосредственно между молекулами в закрытом сосуде, если увеличить давление в 4 раза?
Решение.
По закону действия молекул скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению молярных концентраций реагирующих веществ: v = K-c[A]m.c[B]n. Увеличивая в сосуде давление, мы тем самым увеличиваем концентрацию реагирующих веществ.
Пусть начальные концентрации А и В равнялись с[А] = а, с[В] = Ь. Тогда = Ка2Ь. Вследствие увеличения давления в 4 раза увеличилась концентрация каждого из реагентов тоже в 4 раза и стали с[А] = 4а, с[В] = 4Ь.
При этих концентрациях:
vt = K(4a)2-4b = K64a2b.
Значение К в обоих случаях одно и тоже. Константа скорости для данной реакции есть величина постоянная, численно равная скорости реакции при молярных концентрациях реагирующих веществ, равных 1. Сравнивая v и vl9 видим, что скорость реакции возросла в 64 раза.
Пример 3. Во сколько раз увеличится скорость химической реакции при повышении температуры с 0°С до 50°С, принимая температурный коэффициент скорости равный трем?
Решение.
Скорость химической реакции зависит от температуры, при которой она протекает. При повышении температуры на 10 °С, скорость реакции увеличится в 2—4 раза. В случае понижения температуры — она во столько же раз уменьшается. Число, показывающее, во сколько раз увеличивается скорость реакции при повышении температуры на 10 °С, называется температурным коэффициентом реакции.
В математической форме зависимость изменения скорости реакции от температуры выражается уравнением:
v. =v.0'Y 10
Температура увеличивается на 50 °С, а у=3. Подставляем эти значения
50-0
^5о°с = ^о°с "3ю = "00оС ? 3 = v0oC ? 243 . Скорость увеличивается в 243 раза.
Пример 4. Реакция при температуре 50 °С протекает за 3 мин 20 с. Температурный коэффициент скорости реакции равен 3. За сколько времени закончится эта реакция при 30 и 100 °С?
Решение.
При увеличении температуры от 50 до 100 °С скорость реакции возрастает в соответствии с правилом Вант-Гоффе в следующее число раз:
у hzh, 10Q-50
Ч _ 10 „О 10 — Q3
= у ю = з ю = з* = 243 раза.
"и
Если при 50°С реакция заканчивается за 200 с (3 мин 20 с), то при 100 °С она закончится за 200/
243 = 0,82 с. При 30 °С скорость реакции умень-
50-30
шится в 3 10 = З2 = 9 раз и реакция закончится через 200*9 = 1800 с, т.е. через 30 мин.
Пример 5. Исходные концентрации азота и водорода соответственно равны 2 и 3 *моль/л. Каковы будут концентрации этих веществ в тот момент, когда прореагировало 0,5 моль/л азота?
Решение.
Напишем уравнение реакции:
N2 + ЗН2 2NH3, коэффициенты показывают, что азот реагирует с водородом в молярном отношении 1:3. Основываясь на этом, составляем соотношение:
1 моль азота реагирует с 3 моль водорода.
0,5 моль азота реагирует с х моль водорода.
о 1 0,5 3-05
Откуда - = — ; х =—- = 1,5 моль.
3 х 1
Не прореагировало 1,5 моль/л (2 - 0,5) азота и 1,5 моль/л (3 - 1,5) водорода.
Пример 6. Во сколько раз увеличится скорость химической реакции, идущей при столкновении одной молекулы вещества А и двух молекул вещества В:
А(2) + 2В -» С(2) + D(2), при увеличении концентрации вещества В в 3 раза?
Решение.
Напишем выражение зависимости скорости данной реакции от концентрации веществ:
v = К-с(А)-с2(В),
где К — константа скорости.
Примем исходные концентрации веществ с(А) = а моль/л, с(В) = b моль/л. При этих концентрациях скорость реакции равна и1 = Kab2. При увеличении концентрации вещества В в 3 раза с(В) = ЗЬ моль/л. Скорость реакции будет равна v2 = Ka(3b)2 = 9КаЬ2.
Увеличение скорости v2: иг = 9Kab2: Kab2 = 9.
Пример 7. Оксид азота и хлор взаимодействуют по уравнению реакции: 2NO + С12 2NOC1.
Во сколько раз нужно увеличить давление каждого из исх
Уявлення про будову атома пройшли складний шлях розвитку. Дуже важливу роль у розвитку теорії будови атома відіграла планетарна модель атома Резерфорда. Проте ця модель не змогла пояснити рух електронів в атомі. Сучасна модель атома базується на уявленнях про мікросвіт — світ частинок мікроскопічних розмірів, які не піддаються законам макросвіту. Електрон, як мікрочастинка, має певну масу і заряд. У той же час електрон, рухаючись з величезною швидкістю, виявляє хвильові властивості. Говорять, що електрон має двоїсту природу — одночасно проявляє властивості і частинки і хвилі. Завдяки цьому для електрона не можливо водночас визначити швидкість руху та напрямок. Тому з’ясувалося, що неможливо визначити траєкторію руху електрона в атомі. Можна лише говорити про ймовірність знаходження електрона в тому чи іншому місці від ядра. Подібна модель руху електрона дозволяє скласти уявлення про електронну хмару. Простір поблизу ядра, в якому ймовірність перебування електрона досить велика (приблизно дев’яносто відсотків), називається орбіталлю. Цей простір обмежується поверхнею, тобто є об’ємною геометричною фігурою.
Орбіталі (електронні хмари) відрізняються як розмірами, так і формою. Теоретичні розрахунки довели, що вони можуть мати форму сфери, гантелі та інші форми складнішої будови. Орбіталі, що мають сферичну форму, позначають буквою s, орбіталі, що мають форму гантелі, — буквою p, орбіталі більш складних форм позначають буквами d, f тощо. Центри орбіталей співпадають з центром ядра.
Крім обертання навколо ядра, для електрону ще характерний рух навколо власної осі — спін. Якщо два електрони мають однакові напрямки обертання, то такі електрони називають електронами з паралельними спінами. Якщо, навпаки, напрямки обертання двох електронів протилежні, то це електрони з антипаралельними спінами. Згідно з принципом Паулі на одній орбіталі може знаходитися тільки два електрони, що мають антипаралельні спіни.
Електронні хмари окремих електронів в атомі утворюють спільну електронну хмару атома — електронну оболонку. При графічному зображенні електронної оболонки орбіталі часто зображують квадратом (клітиною). Електрон зображують стрілкою. Два електрони з антипаралельними спінами схематично зображують двома стрілками в одній клітині, що мають протилежні напрямки.
Електрони електронної оболонки атома розрізняються енергією. Чим далі електрон від ядра, тим менша в нього енергія. Електронні хмари з близькою енергією становлять в атомі електронний шар (енергетичний рівень). Електрони першого, найближчого до ядра шару притягуються до ядра сильніше, ніж електрони другого шару. Відповідно електрони третього шару притягуються до ядра слабше, ніж електрони другого шару.
Кожний електронний шар складається з певного числа орбiталей певної форми (електронних підшарів або енергетичних підрівнів). Число енергетичних підрівнів дорівнює номеру енергетичного рівня. Тобто перший енергетичний рівень складається з одного підрівня, другий — з двох, третій — з трьох тощо. Ці підрівні позначаються так само, як і орбіталі, якими вони утворені. Енергетичний підрівень може містити тільки певне число орбіталей. s-підрівень представлений однією s-орбіталью, р-підрівень — трьома р-орбіталями, d-підрівень — п’ятьма d-орбіталями, f-підрівень — сім’ю f-орбіталями. Таким чином
· перший шар складається з однієї s орбіталі, її позначають 1s;
· другий шар складається з чотирьох орбіталей: однієї s та трьох p орбіталей, їх позначають 2s і 2p;
· третій шар складається з дев’яти орбіталей: однієї s, трьох p та п’яти d орбіталей, їх позначають 3s, 3p і 3d.
Оскільки на одній орбіталі може знаходитися тільки два електрони, можна визначити загальне число електронів, що знаходяться на певному енергетичному рівні. Для цього треба скористатися формулою: N = 2 · n2, де N — загальне число електронів на енергетичному рівні, n — номер рівня. Отже, на першому енергетичному рівні може знаходитися два електрони, на другому — вісім електронів, на третьому – вісімнадцять електронів, на четвертому — тридцять два електрони.(Выбери что тебе тут надо и всё)
реакции пропорциональна произведению концентраций исходных веществ в степенях равных их стехеометрическцм коэффициентам.
-о = К-с[А]т . с[В]п,где с [А] и с [В] — молярные концентрации веществ А и В, К — коэффициент пропорциональности, называемый константой скорости реакции.
Влияние температуры
Зависимость скорости реакции от температуры определяется правилом Вант-Гоффа, согласно которому при повышении температуры на каждый 10 С скорость большинства реакций увеличивается в 2—4 раза. Математически эта зависимость выражается соотношением:
v = v ? у 10 ,
где и i)t , i>t — скорости реакции соответственно при начальной (t:) и конечной (t2) температурах, а у — температурный коэффициент скорости реакции, который показывает, во сколько раз увеличивается скорость реакции с повышением температуры реагирующих веществ на 10 °С.
Пример 1. Напишите выражение зависимости скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ для процессов:
а) Н2 4- J2 -» 2HJ (в газовой фазе);
б) Ва2+ 4- S02-= BaS04 (в растворе);
в) СаО 4- С02 -» СаС03 (с участием твердых
веществ).
Решение. v = K-c(H2)c(J2); v = K-c(Ba2+)-c(S02); v = Kc(C02).
Пример 2. Как изменится скорость реакции 2А + В2^± 2АВ, протекающей непосредственно между молекулами в закрытом сосуде, если увеличить давление в 4 раза?
Решение.
По закону действия молекул скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению молярных концентраций реагирующих веществ: v = K-c[A]m.c[B]n. Увеличивая в сосуде давление, мы тем самым увеличиваем концентрацию реагирующих веществ.
Пусть начальные концентрации А и В равнялись с[А] = а, с[В] = Ь. Тогда = Ка2Ь. Вследствие увеличения давления в 4 раза увеличилась концентрация каждого из реагентов тоже в 4 раза и стали с[А] = 4а, с[В] = 4Ь.
При этих концентрациях:
vt = K(4a)2-4b = K64a2b.
Значение К в обоих случаях одно и тоже. Константа скорости для данной реакции есть величина постоянная, численно равная скорости реакции при молярных концентрациях реагирующих веществ, равных 1. Сравнивая v и vl9 видим, что скорость реакции возросла в 64 раза.
Пример 3. Во сколько раз увеличится скорость химической реакции при повышении температуры с 0°С до 50°С, принимая температурный коэффициент скорости равный трем?
Решение.
Скорость химической реакции зависит от температуры, при которой она протекает. При повышении температуры на 10 °С, скорость реакции увеличится в 2—4 раза. В случае понижения температуры — она во столько же раз уменьшается. Число, показывающее, во сколько раз увеличивается скорость реакции при повышении температуры на 10 °С, называется температурным коэффициентом реакции.
В математической форме зависимость изменения скорости реакции от температуры выражается уравнением:
v. =v.0'Y 10
Температура увеличивается на 50 °С, а у=3. Подставляем эти значения
50-0
^5о°с = ^о°с "3ю = "00оС ? 3 = v0oC ? 243 . Скорость увеличивается в 243 раза.
Пример 4. Реакция при температуре 50 °С протекает за 3 мин 20 с. Температурный коэффициент скорости реакции равен 3. За сколько времени закончится эта реакция при 30 и 100 °С?
Решение.
При увеличении температуры от 50 до 100 °С скорость реакции возрастает в соответствии с правилом Вант-Гоффе в следующее число раз:
у hzh, 10Q-50
Ч _ 10 „О 10 — Q3
= у ю = з ю = з* = 243 раза.
"и
Если при 50°С реакция заканчивается за 200 с (3 мин 20 с), то при 100 °С она закончится за 200/
243 = 0,82 с. При 30 °С скорость реакции умень-
50-30
шится в 3 10 = З2 = 9 раз и реакция закончится через 200*9 = 1800 с, т.е. через 30 мин.
Пример 5. Исходные концентрации азота и водорода соответственно равны 2 и 3 *моль/л. Каковы будут концентрации этих веществ в тот момент, когда прореагировало 0,5 моль/л азота?
Решение.
Напишем уравнение реакции:
N2 + ЗН2 2NH3, коэффициенты показывают, что азот реагирует с водородом в молярном отношении 1:3. Основываясь на этом, составляем соотношение:
1 моль азота реагирует с 3 моль водорода.
0,5 моль азота реагирует с х моль водорода.
о 1 0,5 3-05
Откуда - = — ; х =—- = 1,5 моль.
3 х 1
Не прореагировало 1,5 моль/л (2 - 0,5) азота и 1,5 моль/л (3 - 1,5) водорода.
Пример 6. Во сколько раз увеличится скорость химической реакции, идущей при столкновении одной молекулы вещества А и двух молекул вещества В:
А(2) + 2В -» С(2) + D(2), при увеличении концентрации вещества В в 3 раза?
Решение.
Напишем выражение зависимости скорости данной реакции от концентрации веществ:
v = К-с(А)-с2(В),
где К — константа скорости.
Примем исходные концентрации веществ с(А) = а моль/л, с(В) = b моль/л. При этих концентрациях скорость реакции равна и1 = Kab2. При увеличении концентрации вещества В в 3 раза с(В) = ЗЬ моль/л. Скорость реакции будет равна v2 = Ka(3b)2 = 9КаЬ2.
Увеличение скорости v2: иг = 9Kab2: Kab2 = 9.
Пример 7. Оксид азота и хлор взаимодействуют по уравнению реакции: 2NO + С12 2NOC1.
Во сколько раз нужно увеличить давление каждого из исх
( ГОТОВОАЯ ИНФА )
Уявлення про будову атома пройшли складний шлях розвитку. Дуже важливу роль у розвитку теорії будови атома відіграла планетарна модель атома Резерфорда. Проте ця модель не змогла пояснити рух електронів в атомі. Сучасна модель атома базується на уявленнях про мікросвіт — світ частинок мікроскопічних розмірів, які не піддаються законам макросвіту. Електрон, як мікрочастинка, має певну масу і заряд. У той же час електрон, рухаючись з величезною швидкістю, виявляє хвильові властивості. Говорять, що електрон має двоїсту природу — одночасно проявляє властивості і частинки і хвилі. Завдяки цьому для електрона не можливо водночас визначити швидкість руху та напрямок. Тому з’ясувалося, що неможливо визначити траєкторію руху електрона в атомі. Можна лише говорити про ймовірність знаходження електрона в тому чи іншому місці від ядра. Подібна модель руху електрона дозволяє скласти уявлення про електронну хмару. Простір поблизу ядра, в якому ймовірність перебування електрона досить велика (приблизно дев’яносто відсотків), називається орбіталлю. Цей простір обмежується поверхнею, тобто є об’ємною геометричною фігурою.
Орбіталі (електронні хмари) відрізняються як розмірами, так і формою. Теоретичні розрахунки довели, що вони можуть мати форму сфери, гантелі та інші форми складнішої будови. Орбіталі, що мають сферичну форму, позначають буквою s, орбіталі, що мають форму гантелі, — буквою p, орбіталі більш складних форм позначають буквами d, f тощо. Центри орбіталей співпадають з центром ядра.
Крім обертання навколо ядра, для електрону ще характерний рух навколо власної осі — спін. Якщо два електрони мають однакові напрямки обертання, то такі електрони називають електронами з паралельними спінами. Якщо, навпаки, напрямки обертання двох електронів протилежні, то це електрони з антипаралельними спінами. Згідно з принципом Паулі на одній орбіталі може знаходитися тільки два електрони, що мають антипаралельні спіни.
Електронні хмари окремих електронів в атомі утворюють спільну електронну хмару атома — електронну оболонку. При графічному зображенні електронної оболонки орбіталі часто зображують квадратом (клітиною). Електрон зображують стрілкою. Два електрони з антипаралельними спінами схематично зображують двома стрілками в одній клітині, що мають протилежні напрямки.
Електрони електронної оболонки атома розрізняються енергією. Чим далі електрон від ядра, тим менша в нього енергія. Електронні хмари з близькою енергією становлять в атомі електронний шар (енергетичний рівень). Електрони першого, найближчого до ядра шару притягуються до ядра сильніше, ніж електрони другого шару. Відповідно електрони третього шару притягуються до ядра слабше, ніж електрони другого шару.
Кожний електронний шар складається з певного числа орбiталей певної форми (електронних підшарів або енергетичних підрівнів). Число енергетичних підрівнів дорівнює номеру енергетичного рівня. Тобто перший енергетичний рівень складається з одного підрівня, другий — з двох, третій — з трьох тощо. Ці підрівні позначаються так само, як і орбіталі, якими вони утворені. Енергетичний підрівень може містити тільки певне число орбіталей. s-підрівень представлений однією s-орбіталью, р-підрівень — трьома р-орбіталями, d-підрівень — п’ятьма d-орбіталями, f-підрівень — сім’ю f-орбіталями. Таким чином
· перший шар складається з однієї s орбіталі, її позначають 1s;
· другий шар складається з чотирьох орбіталей: однієї s та трьох p орбіталей, їх позначають 2s і 2p;
· третій шар складається з дев’яти орбіталей: однієї s, трьох p та п’яти d орбіталей, їх позначають 3s, 3p і 3d.
Оскільки на одній орбіталі може знаходитися тільки два електрони, можна визначити загальне число електронів, що знаходяться на певному енергетичному рівні. Для цього треба скористатися формулою: N = 2 · n2, де N — загальне число електронів на енергетичному рівні, n — номер рівня. Отже, на першому енергетичному рівні може знаходитися два електрони, на другому — вісім електронів, на третьому – вісімнадцять електронів, на четвертому — тридцять два електрони.(Выбери что тебе тут надо и всё)