Presentazione di chimica "Equilibrio chimico. Fattori che influenzano l'equilibrio chimico"

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Didascalie delle diapositive:

EQUILIBRIO CHIMICO e modi per spostarlo

Equilibrio chimico Lo stato di equilibrio è caratteristico delle reazioni chimiche reversibili. Una reazione reversibile è una reazione chimica che, nelle stesse condizioni, può andare avanti e indietro. Irreversibile è una reazione che va quasi fino in fondo in una direzione.

In tutte le reazioni reversibili, la velocità della reazione diretta diminuisce e la velocità della reazione inversa aumenta fino a quando entrambe le velocità diventano uguali e viene stabilito uno stato di equilibrio.

L'equilibrio chimico è lo stato di un sistema in cui la velocità della reazione diretta è uguale alla velocità della reazione inversa.

Le concentrazioni di tutte le sostanze in uno stato di equilibrio (concentrazioni di equilibrio) sono costanti. L'equilibrio chimico ha un carattere dinamico. Ciò significa che sia la reazione diretta che quella inversa non si fermano all'equilibrio.

Lo spostamento dell'equilibrio nella direzione desiderata si ottiene modificando le condizioni di reazione (principio di Le Chatelier). Principio di Le Chatelier - Se si esercita un'influenza esterna su un sistema in uno stato di equilibrio, il sistema si sposterà in un altro stato in modo da ridurre l'effetto dell'influenza esterna.

Per una reazione reversibile a uno stadio all'equilibrio, le espressioni per le velocità delle reazioni dirette V 1 e inverse V 2 hanno la forma: dove [a], [b], [c] e [d] sono le concentrazioni molari di equilibrio di sostanze a, b, ce d; a,b,ced sono i corrispondenti coefficienti stechiometrici (assumendo che la reazione proceda in uno stadio); k1 e k2 sono coefficienti di proporzionalità, detti costanti di velocità.

Dalla condizione di equilibrio V 1 = V 2 segue: Da qui otteniamo l'espressione per la costante di equilibrio K p: Maggiore è il valore di K p, più prodotti di reazione diretti nella miscela di equilibrio.

L'influenza della temperatura sullo spostamento dell'equilibrio Le reazioni accompagnate dal rilascio di calore sono dette esotermiche. Le reazioni che assorbono calore sono dette endotermiche. Ad ogni reazione reversibile, una delle direzioni corrisponde ad un processo esotermico e l'altra ad uno endotermico.

L'influenza della temperatura sullo spostamento dell'equilibrio Per spostare l'equilibrio verso destra (per una reazione esotermica) --- è necessario abbassare la temperatura. E per l'endotermico --- al contrario, aumentare la temperatura.

Quando la temperatura aumenta, l'equilibrio chimico si sposta nella direzione della reazione endotermica e quando la temperatura diminuisce, si sposta nella direzione della reazione esotermica.

Influenza della concentrazione sullo spostamento dell'equilibrio L'equilibrio si sposterà a DESTRA se: Aumentare la concentrazione di uno dei reagenti Rimuovere il prodotto dalla zona di reazione

Influenza della pressione sullo spostamento dell'equilibrio L'influenza della pressione sullo stato di equilibrio si manifesta solo in presenza di gas nel sistema!!!

Influenza della pressione sullo spostamento dell'equilibrio All'aumentare della pressione, l'equilibrio si sposta nella direzione della formazione di sostanze (iniziali o prodotti) di volume minore; quando la pressione diminuisce, l'equilibrio si sposta nella direzione della formazione di sostanze di grande volume

N 2 + 3 H 2 2 NH 3 + Q All'aumentare della pressione, l'equilibrio si sposterà dove ci sono meno moli (dove ci sono meno volumi) !!! 1 mol 3 mol 2 mol

I catalizzatori non influiscono sulla posizione di equilibrio!

In che direzione si sposterà l'equilibrio?

La concentrazione di quali sostanze dovrebbe essere aumentata per spostare l'equilibrio 2NO + Cl 2 = 2NOCl + Q a sinistra? a) NO; b) CI 2 ; c) NOCI; d) cambierà nel tempo.

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reazioni reversibili. equilibrio chimico. Prova - generalizzazione su argomenti La prova è compilata sulla base dei materiali delle raccolte di preparazione all'esame (d). Insegnante di chimica MBOU MO Nyagan "Scuola Secondaria 6" Kim N.V.

A1. Una reazione chimica reversibile è: 1) idrolisi del ferro(III) cloruro; 2) combustione di gas naturale; 3) uova in bollitura; 4) indurimento del cemento. A2. I seguenti sali subiscono idrolisi reversibile: 1) solfuro di ferro; 2) carburo di calcio; 3) solfito di sodio; 4) cloruro di sodio.

A3. La velocità iniziale di dissoluzione dello zinco in acido cloridrico non dipende da: 1) il grado di macinazione dello zinco; 2) temperatura della soluzione di HCl; 3) concentrazione di HCl; 4) la dimensione della provetta. A4. Lo stato di equilibrio chimico è caratterizzato da: 1) la cessazione del flusso delle reazioni chimiche dirette e inverse; 2) l'uguaglianza dei tassi di reazione diretta e inversa; 3) uguaglianza tra la massa totale dei prodotti e la massa totale dei reagenti; 4) l'uguaglianza tra la quantità totale della sostanza dei prodotti e la quantità totale della sostanza dei reagenti.

2NO (g) + O 2 (g) 2NO 2 (g) + Q A5. La reazione reversibile 2NO (g) + O 2 (g) 2NO 2 (g) + Q è in equilibrio. In quali condizioni la velocità della reazione inversa aumenterà più della velocità della reazione diretta? 1) Riduzione della pressione; 2) aumento della temperatura; 3) aumento della pressione; 4) l'uso di un catalizzatore. CH 3 OH + HCOOH HCOOCH 3 + H 2 O - Q A6. Per aumentare la resa di un estere nel processo chimico CH 3 OH + HCOOH HCOOCH 3 + H 2 O - Q occorre: 1) aggiungere acqua; 2) ridurre la concentrazione di acido formico; 3) aumentare la concentrazione di etere; 4) aumentare la temperatura.

A7. Secondo la figura seguente per la reazione A + B C, determinare l'affermazione corretta. L'equilibrio nella reazione A + B C si sposta al diminuire della temperatura: 1) a destra, perché è una reazione endotermica; 2) a sinistra, perché è una reazione esotermica; 3) a destra, perché è una reazione esotermica; 4) a sinistra, perché questa è una reazione endotermica.

A8. Al variare della pressione, l'equilibrio chimico non si sposta nella seguente reazione: 1) CO (g) + Cl 2 (g) COCl 2 (g); 2) CO 2 (g) + C 2 CO (g); 3) 2CO (g) + O 2 (g) 2CO 2 (g); 4) C + O 2 (g.) CO 2 (g.). A9. Con l'aumento della pressione, l'equilibrio chimico si sposta verso: 1) una reazione endotermica; 2) reazione esotermica; 3) ridurre il volume della miscela di reazione; 4) aumentare il volume della miscela di reazione.

A10. L'introduzione di un catalizzatore in un sistema che si trova in uno stato di equilibrio dinamico: 1) aumenterà la velocità della sola reazione diretta; 2) aumentare la velocità della sola reazione inversa; 3) aumentare il tasso di reazioni sia in avanti che inverse; 4) non influisce sulla velocità delle reazioni in avanti o inverse.

PARTE B Equazione di reazione Condizioni per l'andamento di una reazione chimica a) N 2 + O 2 2NO; b) 2NO + O 2 2NO 2; c) C 6 H 6 + 3Cl 2 C 6 H 6 CI 6; d) 2SO 2 + O 2 2SO 3. 1) Impossibile in ogni caso; 2) durante lo scarico del gas; 3) quando irradiato con luce UV intensa; 4) in presenza di un catalizzatore; 5) a temperatura ambiente. IN 1. Stabilire una corrispondenza tra le equazioni di reazione e le condizioni in cui sono possibili.

Equazione di reazione Condizioni di reazione chimica a) 2Na + Cl 2 = 2NaCl; b) 6CO 2 + 6H 2 O \u003d C 6 H 12 O 6 + 6O 2; c) CO + Cl 2 = COCl 2; d) HCOOH \u003d H 2 O + CO. 1) La reazione chimica irreversibile procede a contatto diretto; 2) una reazione chimica irreversibile che procede per riscaldamento in presenza di acido solforico; 3) la reazione è impossibile; 4) una reazione chimica reversibile che procede quando riscaldata in presenza di un catalizzatore; 5) una reazione che è irreversibile in condizioni di fotosintesi, procede nelle cellule vegetali. IN 2. Stabilire una corrispondenza tra le equazioni di reazione e le condizioni in cui sono possibili.

IN 3. Stabilire una corrispondenza tra i concetti chimici e le loro definizioni. Concetto chimico Definizione Definizione del concetto a) La velocità di una reazione chimica; b) il meccanismo di una reazione chimica; c) catalisi; d) equilibrio chimico. 1) L'energia minima che i reagenti devono ricevere in una reazione chimica per superare la barriera che impedisce la formazione di prodotti; 2) un valore che caratterizza numericamente l'intensità del corso di un processo chimico, pari al rapporto tra la variazione della concentrazione di una sostanza e la variazione nel tempo; 3) la sequenza delle fasi elementari di una reazione chimica sulla via della trasformazione dei reagenti in prodotti; 4) lo stato di una reazione reversibile, quando la velocità della reazione diretta è uguale alla velocità della reazione inversa; 5) il fenomeno dell'accelerazione di una reazione chimica da parte di determinate sostanze che non vengono consumate a seguito di un processo chimico.

Processo effetto energia) Ricarica della batteria; b) evaporazione dell'acqua; c) cristallizzazione del ghiaccio; d) reazione dello zinco con acido cloridrico. 1) Con il rilascio di energia; 2) con assorbimento di energia. AT 4. Stabilire una corrispondenza tra i processi ei loro effetti termici. Effetto dell'energia di processo a) CCl 4 (l.) CCl 4 (g.); b) 2CH 2 O (g.) + 2O 2 (g.) 2CO 2 (g.) + 2H 2 O (l.); c) H 2 SO 4 (l.) H 2 SO 4 (acqua); d) N 2 (g) + O 2 (g) 2 NO (g). 1) Endotermico; 2) esotermico. ALLE 5. Stabilire una corrispondenza tra i processi ei loro effetti energetici.

ALLE 6. Le reazioni che si verificano senza catalizzatore sono: 1) 2C + O 2 = 2CO; 2) CO + 2H 2 = CH 3 OH; 3) 2KNO 3 \u003d 2KNO 2 + O 2; 4) C 6 H 6 + Cl 2 = C 6 H 5 Cl + HCl; 5) P 4 + 5O 2 \u003d 2P 2 O 5; 6) 4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O. B7. Le reazioni irreversibili sono: 1) PCl 3 + Cl 2 = PCl 5; 2) Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu; 3) CO + H 2 = CH 2 O; 4) C + O 2 \u003d CO 2; 5) 2H 2 O 2 \u003d 2H 2 O + O 2; 6) Na 2 CO 3 + H 2 O = NaHCO 3 + NaOH.

ALLE 8. Il cloro reagisce irreversibilmente con le seguenti sostanze: 1) acqua; 2) idrossido di calcio; 3) idrogeno; 4) ioduro di potassio; 5) monossido di carbonio; 6) metano quando irradiato con luce. ALLE 9. Le sostanze, la cui dissoluzione in acqua è accompagnata dall'assorbimento di energia, sono: 1) ossido di calcio; 2) acido solforico; 3) cloruro di sodio; 4) nitrato di potassio; 5) idrossido di sodio; 6) nitrato di ammonio. ALLE 10. La sostanza, la cui combustione è una reazione endotermica, è: 1) pirite; 2) calcare; 3) dolomite; 4) miscela di zinco; 5) piriti; 6) solfato di rame.

Parte A A1A2A3A4A5A6A7A8A9A Parte B B1B2B3B4B5B6B7B8B9B

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Lo scopo della lezione

formazione a livello interdisciplinare di idee su reazioni reversibili, equilibrio chimico, come stato dinamico del sistema, capacità di risolvere problemi con metodi del suo spostamento.

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Obiettivi della lezione

Didattica: far conoscere agli studenti i concetti: reazioni reversibili, equilibrio, concentrazioni di equilibrio, costante di equilibrio. Studiare i fattori che influenzano lo spostamento dell'equilibrio.

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Sviluppo: migliorare le capacità intellettuali: evidenziare la cosa principale nella storia dell'insegnante, sviluppare la capacità di osservare, confrontare, trarre conclusioni dalle osservazioni fornite, migliorare la capacità di esprimere e giustificare giudizi, sviluppare abilità nel lavorare con i reagenti chimici.

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Educativo: educare una cultura ecologica: mostrare il ruolo dello spostamento dell'equilibrio nell'aumentare la resa di un prodotto di reazione nell'industria chimica e, di conseguenza, nella riduzione dell'inquinamento ambientale. Coltivare una cultura della parola e della comunicazione, diligenza, indipendenza nella scelta di risolvere i problemi.

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Quali reazioni chimiche sono reversibili?

1. NaOH + HCl  NaCl + H2O 2. N2 + 3H2 2NH3 3. AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3 4. SO3 + H2O  H2SO4 5. CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O 6. 2SO2 + O2 2SO3 7 .HCOOH + CH3OH  HCOOCH3 + H2O

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Per direzione del processo REVERSIBILE IRREVERSIBILE

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LE REAZIONI IRREVERSIBILI SONO REAZIONI CHE PROCEDONO IN QUESTE CONDIZIONI IN UNA SOLA DIREZIONE. Questi includono tutte le reazioni di scambio accompagnate dalla formazione di un precipitato, gas o una sostanza a bassa dissociazione (acqua) e tutte le reazioni di combustione.

Diapositiva 9

Le reazioni reversibili sono reazioni che si verificano in determinate condizioni simultaneamente in due direzioni opposte e tali reazioni sono la stragrande maggioranza. In chimica organica, il segno della reversibilità si riflette nei nomi - antonimi dei processi * Idrogenazione - deidrogenazione * Idratazione - disidratazione * Polimerizzazione - depolimerizzazione Tutte le reazioni di esterificazione (il processo opposto si chiama idrolisi) e idrolisi di proteine, esteri, carboidrati, i polinucleotidi sono reversibili. La reversibilità di questi processi è alla base della proprietà più importante di un organismo vivente: il metabolismo.

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Concentrazioni di equilibrio

l'equilibrio è dinamico, perché quante molecole del prodotto della reazione diretta si formano per unità di tempo, tante di esse si decompongono per unità di tempo durante la reazione inversa. In queste condizioni, le concentrazioni di tutti i reagenti rimangono costanti. Queste concentrazioni sono chiamate equilibrio e le denotano: [ H2 ], , [ HI ].

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Reazioni reversibili

Н2+ I2  2НI 3H2 + N2  2NH3 + Q

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Equazioni cinetiche

Secondo la legge dell'azione di massa, le equazioni cinetiche hanno la forma: Vpr \u003d k 1 s (H2) s (I2) Vob \u003d k 2 s 2 (HI)

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Diapositiva 14

Equilibrio costante

Per la reazione aA + vV  cC + dd c .[d] d K è uguale a = ----------------------- [A] a. [B] in

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N 2 + 3 H2 2 NH3 diretto inverso Lo stato del sistema in cui la velocità della reazione diretta è UGUALE alla velocità della reazione inversa è chiamato grafico di equilibrio chimico

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STATO DI EQUILIBRIO IN NATURA Circolazione di elementi e sostanze in natura Flussi energetici equilibrati in ecosistemi di diverso livello

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PRINCIPIO DI CHATELIER

Se un'influenza esterna viene applicata a un sistema in uno stato di equilibrio (cambiamento di pressione, temperatura, concentrazione), l'equilibrio si sposterà nella direzione di diminuire questo impatto (1884)

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Henri Louis Le Chatelier (8. 10. 1850 - 17. 09. 1936) chimico fisico e metallurgista francese, membro dell'Accademia delle scienze di Parigi (dal 1907). Nato a Parigi. Ha studiato al Politecnico e alla Scuola Superiore delle Miniere di Parigi. Poi è stato ingegnere minerario ad Algeri e Besançon. Nel 1878 - 1919 professore presso la Scuola Superiore Mineraria. Nel 1907 - 1925 lavorò all'Università di Parigi. Ricerche legate alla chimica fisica. Ha proposto un metodo originale per determinare le capacità termiche dei gas ad alta temperatura. Formulato (1884) la legge generale dello spostamento dell'equilibrio chimico (principio di Le Chatelier). Studiò i processi chimici in metallurgia. Ha studiato le proprietà ei metodi di preparazione dei cementi. Ha realizzato un microscopio metallografico e migliorato la metodologia per lo studio della struttura dei metalli e delle leghe. Trovate le condizioni per la sintesi dell'ammoniaca. Presidente della Società chimica francese (1931). Membro straniero - corrispondente dell'Accademia delle scienze di San Pietroburgo (dal 1913) e membro onorario dell'Accademia delle scienze dell'URSS (dal 1926).

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Fattori che influenzano lo spostamento dell'equilibrio chimico.

Effetto della variazione della temperatura Effetto della variazione della concentrazione Effetto della variazione della pressione

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1. Concentrazione N2 + 3 H2 Sostanze reagenti Prodotti di reazione SOSTANZE REAGENTI A DESTRA CON PRODOTTI DI REAZIONE A SINISTRA 2 NH3

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2. Temperatura reazione endotermica (- Q) reazione esotermica (+ Q) N2 + 3 H2 +Q - Q t0c equilibrio si sposterà a sinistra t0c equilibrio si sposterà a destra 2 NH3 + Q t0c = - Q t0c= + Q

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3. Pressione La pressione vale solo per i gas! N2(g) + 3 H2(g) 1V 3V 2V 4V P equilibrio si sposterà a destra P equilibrio si sposterà a sinistra 2NH3(g) P - V P - V Il volume delle sostanze solide e liquide è zero

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In quale direzione si sposterà l'equilibrio in un processo reversibile, la cui equazione è 2 NO (g) + O2 (g) 2 NO2 (g) + Q, se a destra a sinistra a destra

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Effetto della variazione di pressione

CO2+H2O H2CO3 Togliendo il tappo della bottiglia si osserva l'evoluzione del gas e l'equilibrio si è spostato verso la reazione inversa. All'aumentare della pressione, l'equilibrio si sposta verso un volume minore di sostanze gassose H2CO3 Dopo aver chiuso il tappo della bottiglia, la pressione aumenta, non si osserva alcuna evoluzione del gas e l'equilibrio si sposta verso la reazione diretta

Diapositiva 25

Effetto del cambiamento di concentrazione

3. 3KNCS + FeCl3 Fe(CNS)3 + 3KCl tiocianato cloruro Fe (III) rosso scuro + 30 ml H2O + 2-3 gocce FeCl3 + 1-2 gocce KNCS + 1-2 gocce KCl 2. 1. All'aumento di la concentrazione di reogir. sostanze o una diminuzione della concentrazione del prodotto di reazione, l'equilibrio chimico si sposta verso i prodotti di reazione.Quando la concentrazione dei prodotti di reazione aumenta o la concentrazione dei reagenti diminuisce, l'equilibrio chimico si sposta verso le sostanze di partenza.

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Effetto della variazione di temperatura

  In acqua calda si forma il colore blu In acqua fredda 2 provette di pasta di amido Aggiungere 2 gocce di J2 (C6H10O5)n + m J2[(C6H10O5)n m J2] colore blu amido A t elevata, il colore scompare, l'equilibrio si sposta sulla reazione posteriore laterale (endotermica). A t inferiore, appare il colore, l'equilibrio si sposta verso la reazione diretta (reazione esotermica).

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Come sapete, l'aria contiene il 21% di ossigeno (in massa), tale quantità è necessaria per mantenere l'equilibrio naturale: 3O2 (g)  2O3 (g) - Q. Classificate questa reazione. Quanto è importante l'ozono per il pianeta Terra? Utilizzando il principio di Le Chatelier, suggerire le condizioni in cui l'equilibrio si sposterà verso la formazione di ozono.

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Il principio di Le Chatelier è ampiamente utilizzato nell'ingegneria chimica per migliorare la resa del prodotto. Il processo di trasferimento dell'ossigeno nel corpo è coerente con il principio di Le Chatelier (giustifica la tua risposta)? Hb + O2 HbO2

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Prove

I Livello riproduttivo: test con risposte alternative, in cui il soggetto deve rispondere sì o no. 1. La reazione di combustione del fosforo è una reazione reversibile? a) si b) no 2. La reazione di decomposizione del carbonato di calcio è una reazione reversibile? a) si b) no

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prove

* Prove con la scelta di una risposta corretta 6. In quale sistema, all'aumentare della pressione, l'equilibrio chimico si sposterà verso destra? 1) 2HI(g)↔H2(g)+I2(g) 2) N2 + O2↔ 2 NO 3) C3 H6(g)+H2(g)↔С3 H8(g) 4) H2(g)+F2 (g)↔2HF(g)

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Prove

Test a scelta multipla della risposta corretta, durante i quali il soggetto deve scegliere 2-3 risposte corrette, oppure soddisfare 2 condizioni proposte nella scelta di una risposta.

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prove

16. Indicare il giudizio corretto: A) nei processi reversibili, la velocità della reazione diretta nel periodo dall'inizio della reazione al raggiungimento dell'equilibrio diminuisce; B) nei processi reversibili, la velocità della reazione diretta dopo aver raggiunto l'equilibrio è zero. 1) solo A è vero 2) solo B è vero 3) entrambi i giudizi sono corretti 4) entrambi i giudizi sono errati

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Riflessione

Ho lavorato attivamente / passivamente alla lezione Sono soddisfatto / insoddisfatto del mio lavoro svolto durante la lezione La lezione mi è sembrata breve / lunga Durante la lezione ero stanco / non stanco Il mio umore è migliorato / peggiorato Il materiale della lezione è stato utile / inutile comprensibile / non comprensibile facile / difficile Compiti a casa interessante / non interessante

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