Кинетические уравнения реакций первого, второго и третьего порядков. Молекулярность реакции.
Молекулярность реакции – это минимальное число молекул, участвующих в элементарном химическом процессе. По молекулярности элементарные химические реакции делятся на молекулярные (А →) и бимолекулярные (А + В →); тримолекулярные реакции встречаются чрезвычайно редко. Если реакция протекает последовательно через несколько гомогенных или гетерогенных элементарных стадий, то суммарная скорость всего процесса определяется самой медленной его частью, а молекулярность заменяется порядком реакции – формальным показателем при концентрации реагирующих веществ. Поэтому весь процесс в целом лучше характеризует порядок реакции. Кинетическое уравнение реакции только для элементарных стадий совпадает с выражением ЗДМ. В этих случаях молекулярность и порядок реакции совпадают, хотя и не всегда. Так, при избытке одного из компонентов элементарной реакции А + В (А >> В) скорость реакции будет практически зависеть от изменения концентрации вещества В (А = const), поэтому порядок бимолекулярной реакции понижается до первого. Аналогично тому, что скорость реакции может характеризоваться по любому веществу, участвующему в реакции, для реакции aА + bВ → кинетические уравнения по веществу А и веществу В выглядят соответственно (V с индексом А=K*C в степени х с индексом а и V с индексом В=kC с индексом b в степени у)
а общее кинетическое уравнение – V с индексом А = K*C в степени х с индексом а * C с индексом b в степени у=kC во торой степени
3. Напишите варианты ОВР: межмолекулярных, внутримолекулярных и диспропорционирования
ОВР – это реакция, протекающая с переносом электрона или электроновот восстановителя к окислителю. Реакции бывают:
межмолекулярныe
H2S + Cl2 S + HCl
Восст ок ox red
Внутримолекулярные(одна часть молекулы – восстановитель, другая - окислитель)
2NO2 2NO + O2
Диспропорционирования (самоокисление, самовосстановление, внутримолекулярные, но с одинаковыми атомами)
Cl2 + H2O HCl + HClO
Билет № 34
1. Какие бывают типы органических реакций и реагентов (дайте примеры)
Многообразие органических реакций сводится к пяти типам: замещения, присоединения, отщепления, перегруппировки и окислительно-восстановительные.В реакциях замещения водород или функциональная группа замещается на неводородный атом или другую функциональную группу: CH4+Cl2=CH3Cl+HCl хлорметан СH3-CH2-Cl+NaOH=CH3-CH2-OH+NaCl этанол
Реакции присоединения сопровождаются разрывом кратных связей:
H-C===C-H +Br2=CH2Br-CH2Br 1,2 дибромэтан
| |
H H
Реакции отщепления (элиминирования) приводят к образованию непредельных углеводородов: (хлорэтилен)
С2H5Cl= H-C===C-H +HCl этан
| |
H H
Реакции перегруппировки (изомеризации) приводят к образованию изомеров: (пентан) СH3-CH2-CH2-CH2-CH3=CH3-CH(CH3)-CH2-CH3 (2-метилбутан) Реакции окисления и восстановления протекают с изменением степени окисления углеродного атома: Полное окисление (сгорание) СH2+3,5O2=2CO2+3H2O; Частичное окисление
- Напишите формулы, отражающие основные законы стехиометрии
Основные законы стехиометрии, включающие законы количественных соотношений между реагирующими веществами с помощью уравнений химических реакций, вывод формул химических соединений, составляют раздел химии, называемый стехиометрией. Стехиометрия включает в себя законы Авогадро, постоянства состава, кратных отношений, Гей-Люссака, эквивалентов и сохранения массы. В основу составления химических уравнений положен метод материального баланса, основанный на законе сохранения массы (М. В. Ломоносов, 1748, А. Лавуазье, 1789). Закон сохранения массы веществ: Масса реагирующих веществ равна массе продуктов реакции.
Стехиометрические коэффициенты
В химической реакции число взаимодействующих атомов остается неизменным, происходит только их перегруппировка с разрушением исходных веществ. Взаимодействие водорода и кислорода с образованием воды может быть записано с помощью уравнения химической реакции 2H2+O2=2H2O
Коэффициенты перед формулами химических соединений называются стехиометрическими.
Закон постоянства состава (Ж. Пруст): Химическое соединение, имеющее молекулярное строение, независимо от метода получения характеризуется постоянным составом.
Такие соединения называют дальтонидами или стехиометрическими в отличие от бертолидов , состав которых зависит от способа получения. Такие соединения состоят не из молекул, а из атомов или ионов.
Закон кратных отношений (Д. Дальтон): Если два элемента образуют между собой несколько молекулярных соединений, то масса одного элемента, приходящаяся на одну и ту же массу другого, относятся между собой как небольшие целые числа.
При взаимодействии азота с кислородом образуются пять оксидов. На 1 грамм азота в образующихся молекулах приходится 0,57, 1,14, 1,71, 2,28, 2,85 грамм кислорода, что соответствует отношением 2:1, 1:1, 2:3, 1:2, 2:5 в этих оксидах; их составы N 2O, NO, N 2O 3, NO 2, N 2O 5.
Закон эквивалентов (И. Рихтер): В молекулярных соединениях массы составляющих их элементов относятся между собой как их эквиваленты.
Химический эквивалент – реальная или условная частица вещества, способная соединиться и заместить 1 моль атомов водорода в реакциях присоединения и замещения или принять (отдать) 1 моль электронов в окислительно-восстановительных реакциях.
Химический эквивалент
Э Эл.=молекулярная масса М Эл/валентность
Э к-ты=Молекулярная масса М к-ты/основность к-ты
Э осн=Молекулярная масса М осн/кислотность осн.
Э о.в.=Молекулярная масса М соед/число электронов
Закон простых объемных отношений (Ж. Гей-Люссак): При равных условиях объемы вступающих в реакцию газов относятся друг к другу и к объемам образующихся газообразных продуктов как небольшие целые числа.
Так, в реакции образования аммиака из простых веществ отношение объемов водорода, азота и аммиака составляет 3:1:2.
Закон Авогадро: В равных объемах любых газов, взятых при одинаковых условиях, содержится одинаковое число молекул.
Из закона Авогадро вытекают два следствия:
Одинаковое число молекул любых газов при одинаковых условиях занимают одинаковый объем.
Относительная плотность одного газа по другому равна отношению их молярных масс.
Число Авогадро – число частиц в моле любого вещества; N A = 6,02∙10 23 моль –1.
Молярный объем – объем моля любого газа при нормальных условиях; равен 22,4 л∙моль –1.
Молярная масса (M) – масса одного моля вещества, численно совпадающая с относительными массами атомов, ионов, молекул, радикалов и других частиц, выраженных в г∙моль –1.
3. Напишите варианты реакций получения органических веществ из неорганических и наоборот.
С3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O
2CH2=CH + 5O2 4SO2 + 2H2O