Презентація " Оборотні реакції.Хімічна рівновага.Зміна хімічної рівноваги"

Урок 20 Оборотні реакції. Хімічна рівновага. Зміна хімічної рівноваги вчитель Бабак Лідія Дмитрівна м. Одеса

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)

Оборотні реакції- такі хімічні реакції, які одночасно проходять і в прямому, і в зворотньому напрямках

Хімічна рівновага – стан оборотної реакції, у якому швидкість прямої реакції та зворотної реакції однакові Vпрямої р- ції = V зворотної р- ції За хімічної рівноваги концентрації речовин залишаються незмінними. А + В ↔ С + Д 1 Н2 + 1І2 ↔ 2 НІ +Q

Хімічна рівновага має динамічний характер: пряма і зворотна реакції за умови рівноваги не припиняються. 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 на систему, що перебуває в стані хімічної рівноваги, подіяти ззовні (змінити температуру, тиск або концентрацію), то рівновага зміститься в бік, протилежний створеній умові.

1. Вплив зміни концентрації речовин на стан хімічної рівноваги При збільшенні концентрації вихідних речовин хімічна рівновага зміщується в сторону продуктів реакції С вихідніС прод. р-ції При збільшенні концентрації продуктів реакції рівновага зміщується в сторону вихідних речовин

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

Розглянемо реакцію естерифікації, що є оборотною: Якщо збільшити концентрацію етанової кислоти або етанолу, то рівновага зміститься в бік утворення естеру. Другий спосіб зміщення рівноваги в бік утворення продукту - забрати із системи один з продуктів реакції (наприклад, воду).

Константа рівноваги. Константа рівноваги залежить від температури та природи реагентів. Чим більше значення константи рівноваги, тим більше рівновага зсунута в бік утворення продуктів прямої реакціїА + В ↔ С + Д

2. Вплив зміни температури середовища стан хімічної рівноваги. Для будь-якої оборотної реакції: якщо пряма реакція є екзотермічною, то зворотна — ендотермічною: NO2→ N2 O4 + Q; ∆H < 0 N2 O4 → NO2 - Q; ∆H > 0

Вплив зміни температури середовища на стан хімічної рівноваги. При підвищенні температури хімічна рівновага зміститься в сторону ендотермічної реакції, при зниженні - в сторону екзотермічної реакції Екзотермічна реакція: 2 NO2 ⇄ N2 O4 + Q (∆H < 0) t Ендотермічна реакція: N2  +  O2 ⇄ 2 NO – Q (∆H > 0) У реакціях, які протікають без теплового ефекту,зміна температури не призводить до зміщення рівновагиt

3. Вплив зміни тиску на стан хімічної рівноваги При збільшенні тиску хімічна рівновага зміститься в сторону, де менший об»єм+p. Якщо об»єм газоподібних речовин в реакції не змінюється, то зміна тиску не впливає на стан хімічної рівноваги

Застосування каталізатора 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. Закріплення матеріалу У який бік зміститься рівновага наступних хімічних реакцій: а) при підвищенні температури2 H2+ O2 ↔ 2 H2 O +Q ΔH = -556к. Дж SO2 + H2 O ↔ H2 SO3 +Q 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) +Q ΔН= - 284,2 к. Дж Зміною яких параметрів можна досягнути зміщення рівноваги у бік утворення сульфур (VІ) оксиду?домашнє завдання