Тема 1. Химические реакции. Скорость химических реакций.

Работа 1

Скорость химических реакций. Химическое равновесие

Вариант 1

1. Охарактеризуйте на конкретных примерах зависимость скорости химических реакций от природы реагирующих веществ.

   Скорость химической реакции зависит от природы реагирующих веществ. Например, реакции с участием ионов в растворах протекают практически мгновенно, тогда как реакции с участием сложных молекул или твердых веществ могут идти гораздо медленнее. Причина в различной энергии химических связей, которые нужно разрывать и образовывать в ходе реакции.

2. В какую сторону сместится равновесие реакции CO(г) + H₂O(г) ⇄ CO₂(г) + H₂(г) + Q

   Реакция является экзотермической (Q > 0).

   • а) при повышении температуры: равновесие сместится влево, в сторону эндотермической реакции (поглощения тепла).
   • б) при увеличении концентрации оксида углерода (II): равновесие сместится вправо, в сторону образования продуктов реакции (CO₂ и H₂).

   Дайте обоснованный ответ.
   Смещение равновесия определяется принципом Ле Шателье. При повышении температуры система стремится компенсировать это изменение, смещая равновесие в сторону эндотермического процесса. Увеличение концентрации одного из реагентов приводит к смещению равновесия в сторону образования продуктов.

Вариант 2

1. Охарактеризуйте на конкретных примерах зависимость скорости химических реакций от концентрации реагирующих веществ.

   Скорость химической реакции прямо пропорциональна концентрации реагирующих веществ. Например, горение древесины в воздухе (21% кислорода) происходит медленнее, чем в чистом кислороде (100% кислорода). Увеличение концентрации реагентов приводит к увеличению числа столкновений между молекулами, что повышает вероятность протекания реакции.

2. В какую сторону сместится равновесие реакции 2H₂(г) + O₂(г) ⇌ 2H₂O(г) + Q

   Реакция является экзотермической (Q > 0).

   • а) при понижении температуры: равновесие сместится вправо, в сторону экзотермической реакции (выделения тепла).
   • б) при увеличении давления: Равновесие сместится вправо, так как в прямой реакции число молей газа уменьшается (2+1=3 моль → 2 моль).

   Дайте обоснованный ответ.
   Смещение равновесия определяется принципом Ле Шателье. Понижение температуры смещает равновесие в сторону экзотермической реакции. Увеличение давления смещает равновесие в сторону меньшего числа молей газа.

Вариант 3

1. Охарактеризуйте на конкретных примерах зависимость скорости химических реакций от температуры.

   Скорость химической реакции увеличивается с повышением температуры. Причиной является то, что при более высокой температуре молекулы реагентов обладают большей кинетической энергией, чаще сталкиваются и имеют большую энергию столкновения, достаточную для преодоления активационного барьера. Например, при нагревании скорость окисления железа значительно возрастает.

2. В какую сторону сместится равновесие реакции N₂(г) + 3H₂(г) ⇌ 2NH₃(г) + Q

   Реакция является экзотермической (Q > 0).

   • а) при понижении температуры: равновесие сместится вправо, в сторону экзотермической реакции (выделения тепла).
   • б) при увеличении давления: Равновесие сместится вправо, так как в прямой реакции число молей газа уменьшается (1+3=4 моль → 2 моль).

   Дайте обоснованный ответ.
   При понижении температуры равновесие смещается в сторону экзотермической реакции. Увеличение давления, при котором число молей газообразных веществ уменьшается, приводит к смещению равновесия в сторону образования аммиака.