Cкорость химической реакции
18 задание ЕГЭ
Учитель химии: Попова Е.И.
Химические реакции протекают
с различными скоростями
- Мгновенно ( при взрыве; в водных растворах, например, при смешивании растворов хлорида бария и сульфата натрия образуется сульфат бария в виде белого осадка);
- Быстро ( растворение цинка в соляной кислоте; горение магния);
- Медленно (образование ржавчины на железных предметах; окисление меди).
Условие возникновения химической реакции
Соприкосновение веществ
Химические реакции
Гетерогенные
химические реакции
Гомогенные
химические
реакции
Гомогенные химические реакции
химические реакции, протекающие в однородной среде, например в растворе или газовой фазе (взаимодействие реагирующих веществ происходит во всём объёме)
Гетерогенные
химические реакции
Если реакция идет между веществами, находящихся в разных агрегатных состояниях или между веществами, неспособными образовывать гомогенную среду (между несмешивающимися жидкостями), в этом случае реакция протекает только на поверхности соприкосновения веществ.
Факторы, влияющие на скорость химической реакции
- природа реагирующих веществ;
- температура;
- концентрация реагирующих веществ;
- действие катализаторов;
- поверхность соприкосновения реагирующих веществ (в гетерогенных реакциях).
температура
Самый простой способ изменить скорость реакции – изменить температуру. Если мы повышаем температуру, то частицы любого вещества начинают двигаться быстрее, а следовательно, сталкиваться чаще.
Однако при повышении температуры скорость химических реакций увеличивается в основном благодаря тому, что увеличивается число эффективных соударений. При повышении температуры резко увеличивается число активных частиц, которые могут преодолеть энергетический барьер реакции. Если понижаем температуру – частицы начинают двигаться медленнее, число активных частиц уменьшается, и количество эффективных соударений в секунду уменьшается. Таким образом, при повышении температуры скорость химической реакции повышается, а при понижении температуры — уменьшается.
Обратите внимание! Это правило работает одинаково для всех химических реакций (в том числе для экзотермических и эндотермических). Скорость экзотермических и эндотермических реакций при повышении температуры возрастает, а при понижении температуры – уменьшается.
Концентрация
Также изменить число эффективных соударений можно, изменив концентрацию реагирующих веществ.
Понятие концентрации, как правило, используется для газов и жидкостей, т.к. в газах и жидкостях частицы быстро двигаются и активно перемешиваются. Чем больше концентрация реагирующих веществ (жидкостей, газов), тем больше число эффективных соударений, и тем выше скорость химической реакции.
Давление
- Концентрация газов напрямую зависит от давления. При повышении давления повышается концентрация газов.
- При повышении давления скорость химической реакции увеличивается, при понижении давления — уменьшается.
Катализатор
Еще один способ увеличить скорость химической реакции – направить ее по другому пути, заменив прямое взаимодействие, например, веществ А и В серией последовательных реакций с третьим веществом К, которые требуют гораздо меньших затрат энергии. Это третье вещество называют катализатором.
Катализаторы – это химические вещества, участвующие в химической реакции, изменяющие ее скорость и направление, но не расходующиеся в ходе реакции (по окончании реакции не изменяющиеся ни по количеству, ни по составу).
- Гомогенный катализ – это когда реагирующие вещества и катализатор находятся в одной фазе (газ, раствор). Типичные гомогенные катализаторы – кислоты и основания. органические амины и др.
- Гетерогенный катализ – это когда реагирующие вещества и катализатор находятся в разных фазах (твердые вещества)
Площадь соприкосновения реагирующих веществ
Для гетерогенных реакций одним из способов увеличить число эффективных соударений является увеличение площади реакционной поверхности. Чем больше площадь поверхности контакта реагирующих фаз, тем больше скорость гетерогенной химической реакции. Порошковый цинк гораздо быстрее растворяется в кислоте, чем гранулированный цинк такой же массы.
Природа реагирующих веществ
На скорость химических реакций при прочих равных условиях также оказывают влияние химические свойства, т.е. природа реагирующих веществ.
- Менее активные вещества будут имеют более высокий активационный барьер, и вступают в реакции медленнее, чем более активные вещества.
- Более активные вещества имеют более низкую энергию активации, и значительно легче и чаще вступают в химические реакции.
1. Из предложенного перечня внешних воздействий выберите все воздействия, которые приводят к уменьшению скорости реакции этилена с водородом.
1) понижение температуры 2) увеличение концентрации этилена
3) использование катализатора 4) уменьшение концентрации водорода
5) повышение давления в системе
2. Из предложенного перечня внешних воздействий выберите все воздействия, которые приводят к увеличению скорости химической реакции H2(г) + I2(г) = 2HI (г).
1) повышение температуры 2) добавление йодоводорода
3) понижение давления 4) повышение концентрации йода
5) увеличение объема реакционного сосуда
3. Из предложенного перечня выберите все неверные утверждения относительно катализаторов.
1) Катализаторы участвуют в химической реакции
2) Катализаторы входят в состав продуктов реакции
3) Катализаторы смещают химическое равновесие
4) Катализаторы изменяют скорость реакции
5) Катализаторы ускоряют как прямую, так и обратную реакцию
4. Из предложенного перечня выберите все пары веществ, скорость реакции в каждой из которых не зависит от увеличения площади поверхности соприкосновения реагентов.
1) фосфор и кислород
2) кислород и оксид азота (II)
3) сера и водород
4) магний и азотная кислота 5) водород и кислород
5. Из предложенного перечня внешних воздействий выберите все воздействия, которые не влияют на скорость химической реакции 2NH3(г) = N2(г) + 3H2(г).
1) изменение концентрации аммиака
2) изменение давления
3) изменение концентрации водорода
4) изменение концентрации азота
5) изменение температуры
6. Из предложенного перечня внешних воздействий выберите все воздействия, которые приводят к увеличению скорости химической реакции
1) увеличить концентрацию ионов железа
2) увеличить концентрацию ионов водорода
3) уменьшить давление
4) уменьшить концентрацию кислоты
5) увеличить температуру
7. Из предложенного перечня внешних воздействий выберите все воздействия, которые приводят к уменьшению скорости реакции между железом и раствором соляной кислоты.
1) понижение температуры
2) повышение температуры
3) разбавление кислоты
4) увеличение концентрации кислоты
5) размельчение железа
8. Из предложенного перечня внешних воздействий выберите все воздействия, которые приводят к увеличению скорости реакции
1) повышение концентрации СО
2) понижение температуры
3) повышение давления
4) повышение температуры
5) измельчение СаО и С
9. Из предложенного перечня выберите все реакции, увеличение скорости протекания которых происходит благодаря повышению концентрации азота.
10. Из предложенного перечня внешних воздействий выберите все воздействия, которые не влияют на скорость реакции цинка с соляной кислотой.
1) изменение концентрации кислоты
2) изменение концентрации водорода
3) изменение температуры
4) изменение давления
5) изменение площади поверхности соприкосновения реагентов
