Презентація "Необоротні і оборотні хімічні процеси. Хімічна рівновага"

Необоротні і оборотні хімічні процеси. Хімічна рівновага

ТИПИ ХІМІЧНИХ РЕАКЦІЙЗа кількістю та складом реагентів та продуктів реакціїсполученнязаміщенняобмінурозкладу. За тепловим ефектом реакціїЗа зміною ступенів окиснення елементів. За напрямком перебігу реакціїоборотнінеоборотніОВРбез зміни ступенів окиснення елементівекзотермічніендотермічні

ХІМІЧНІ РЕАКЦІЇОБОРОТНІ – хімічні реакції, що за однакових умов відбуваються у двох протилежних напрямках: прямому і зворотному У рівняннях оборотних реакцій замість «=» ставиться «»N2 + 3 H2  2 NH3 НЕОБОРОТНІ – Хімічні реакції, що відбуваються в одному напрямку до повного перетворення вихідних речовин у продукти реакціїHCl + KOH = KCl + H2 О(якщо → ↓, ↑ або H2 О)

Поняття про хімічну рівновагу. Н2 + І2 = 2 НІ Зміна концентрації реагентів і продуктів реакції (а) та швидкості реакції (б) оборотних реакцій під час досягнення стану хімічної рівноваги

Хімічна рівновага. Хімічна рівновага – стан оборотної реакції, у якому швидкість прямої реакції та зворотної реакції однаковіА + В ↔ С + ДV прямої р- ції = V зворотної р- ціїЗа хімічної рівноваги концентрації речовин залишаються незмінними. !

Хімічна рівновага має динамічний характер: пряма і зворотна реакції за умови рівноваги не припиняються. Хімічну рівновагу можна порушити, додавши в суміш речовин чи вилучивши з неї реагент або продукт, змінивши температуру чи тиск. Хімічна рівновага. Динамічний характер рівноваги

Принцип Ле Шательє: Французький учений Анрі-Луї Ле Шательє (08.10.1850-17.09.1936)у 1884 р. сформулював загальний принцип зміщення хімічної рівноваги: Якщо суміш речовин, що перебуває в стані хімічної рівноваги, зазнає зовнішнього впливу (змінюється концентрація речовини, температура або тиск), то рівновага зміщується в бік тієї реакції, яка послаблює цей вплив.

Вплив зміни концентрації речовин на стан хімічної рівноваги Зміщення стану рівноваги в разі зміни концентрації речовин: а — початкова рівноважна суміш N2, Н2, та NH3; б — додавання N2; в — новий стан рівноваги, за якого вміст азоту в суміші більший (унаслідок його додавання), амоніаку — більший (унаслідок утворення), а водню — менший

Вплив зміни концентрації речовин на стан хімічної рівноваги С реагентів ↑С реагентів ↓С прод. р-ції ↓С прод. р-ції ↑

Вплив зміни температури середовища на стан хімічної рівноваги. Для будь-якої оборотної реакції: якщо пряма реакція є екзотермічною, то зворотна — ендотермічною: А → В + Q; ∆H < 0 В → А - Q; ∆H > 0бурий газбезбарвний

Вплив зміни температури середовища на стан хімічної рівноваги. Екзотермічна реакція: 2 NO2 ⇄ N2 O4 +58 к. Дж/моль↑t↓t. Ендотермічна реакція: N2  +  O2 ⇄ 2 NO – Q (∆H > 0)↑t↓t

Вплив зміни тиску на стан хімічної рівноваги ↓p (↑V)↑p (↓V)

Каталізатор Каталізатор не зміщує хімічну рівновагу, тому що однаково прискорює і пряму, і зворотну реакцію. За наявності каталізатора швидше встановлюється стан хімічної рівноваги.!

Використання знань про зміщення хімічної рівноваги для розв'язання технологічних проблем Більшість промислово важливих хімічних реакцій є оборотними. Це означає, що не всі реагенти перетворюються на продукти реакції. Тому після взаємодії з рівноважної суміші необхідно видалити цільовий продукт реакції, а реагенти, що залишилися, повернути в реактор для подальшого перетворення. Трапляються випадки, коли за жорстких умов (і навіть за наявності каталізаторів) ступінь перетворення реагентів на продукти дуже малий (10% і менше). У такому разі технолог підприємства має вирішити технологічну проблему:обрати такі умови реакції, щоб максимально змістити рівновагу в бік продуктів реакції; для зменшення собівартості продукції обрати умови якомога менш жорсткі: нижчу температуру й тиск, зменшити витрати дорогих реагентів і каталізаторів.

Завдання 1 У який бік зміститься рівновага наступних хімічних реакцій: а) при підвищенні температури2 H2+ O2 ↔ 2 H2 O ΔH = -556к. Дж SO2 + H2 O ↔ H2 SO3 ΔH = -380 к. Дж. Ca. CO3 ↔ Ca. O + CO2 ΔH = 992 к. Дж СО + Н2 О ↔ СО2 + Н2 ΔН = -158 к. Дж  б) при підвищенні тиску 2 Н2 О(г) ↔ 2 Н2(г) + О2(г) Са. СО3( тв.) ↔ Са. О (тв.) + СО2(г)СО(г) + Н2 О(г) ↔ СО2(г) + Н2(г) 2 СН4(г) ↔ С2 Н2(г) + 3 Н2(г)  в) при підвищенні концентрації водню. N2 + H2 ↔ 2 NH3 C6 H14 ↔ C6 H6 + 4 H2 H2 + Cl2 ↔ 2 HCl C2 H2 + H2 ↔ C2 Н4

Реакція відбувається за рівнянням:2 SO2(г) + О2 (г)  2 SO3 (г) ΔН= - 284,2 к. Дж Зміною яких параметрів можна досягнути зміщення рівноваги у бік утворення сульфур (VІ) оксиду?Завдання 2