Реакция жылдамдығы. Гетерогенді,гомогенді рекциялар

Химиялық өзгерістердің жылдамдығы мен механизмін химияның ерекше жеке бөлімі – химиялық кинетика зерттейді.

Реакциялар гомогенді және гетерогенді болады. Гомогенді реакциялар біртекті, гетерогенді реакциялар әртекті фазалар шегінде жүреді.

Реакция жылдамдығы, әдетте, әрекеттесуші заттар концентрациясының уақыт аралығындағы өзгерісін сипаттайды. Ерітінділерде концентрация – моль/л, газдарда – парциальды қысыммен, уақыт секундпен беріледі.

Концентрация өзгерісі С=С₂-С₁ ал уақыт аралығы =₂-₁ болса, жылдамдық :

Өлшем бірлігі: моль/м ² ∙с, моль/м² ∙мин.

+, - әрекеттесуші заттар концентрациясы кеміп, реакция өнімі орта болғандықтан қойылады.

Әсер етуші массалар заңы н/се массалардың әрекеттесу заңы /МӘЗ/. Тепе-теңдік константасы /К_т-т /

МӘЗ заңы: Тұрақты температурада гомогенді химиялық реакция жылдамдығы стехиометриялық коэффициенттері дәрежесінде көрсетілген әрекеттесуші заттар концентрациясының көбейтіндісіне тура пропорционал.

I. Н₂+Cl₂=2HCl, V=kC_H2C_Cl2

II. 2NO+O₂=2NO₂, V=kC²_NOC_O2

k–жылдамдық константасы, ол-заттың табиғатына және температураға тәуелді.

Химиялық реакция жылдамдығының температураға тәуелділігі Вант-Гофф ережесімен сипатталынады: температураны әр 10⁰С-ға арттырғанда реакция жылдамдығы 2-4 есе өседі.

 - реакция жылдамдығының темп-лық коэфф-ті. Мәні 2-4 аралығында болады. Мысалы, =2 болғанда, температураны 100⁰С-ға арттырғанда, химиялық реакция жылдамдығы 1024 рет өседі. Себебі:

соқтығысу саны бұл жағдайда небәрі 1,2 рет өседі.

Активтендіру энергиясы.

Реакцияға түскіш бөлшектерді активтілер деп, энергетикалық барьерді (асуды) жоюға қажетті энергияны активтендіру энергиясы дейді.

Әрекеттесуші заттарды активті комплекс күйіне өзгертуге, ауыстыруға қажетті энергияны активтендіру энергиясы дейміз.

Жылдамдық константасының активтендіру энергиясына тәуелділігі Аррениус теңдеуімен өрнектелінеді:

К=ZPe^-Eа/RT

Z –соқтығысқан молекулалар саны әр секунд сайын;

е – натуральді логарифмнің негізі;

Р – бағытталған көбейткіш, молекуланың ыңғайлы орналасуын ескереді.

Химиялық тепе-теңдік. Кейбір химиялық реакциялар бір бағытта ғана жүреді. Мысалы: 2КClO₃  2KCl+3O₂

Көптеген реакциялар қайтымды. Бастапқы заттар концентрациясының азаюы, реакция өнімдерінің концентрациясының өсуіне әкеледі. Реакция өнімдері өзара әрекеттесіп, бастапқы заттар түзіледі.

NO₂+CO  NO+CO₂

υ₁=k₁C_NO2C_CO. υ₂=k₂C_NOC_CO2.

υ₁=υ₂, осыдан k₁C_NO2C_CO = k₂C_NOC_CO2.

н/се К_с н/се К_р

К_с-тепе-теңдік концентрациясы.

Химиялық тепе-теңдіктің ығысуы. Ле-Шателье принципі

Химиялық тепе-теңдік жағдайы көптеген факторларға байланысты: температураға, қысымға, концентрацияға және т.б. Осы факторлардың біреуін өзгерткенде химиялық тепе-теңдік ығысады. Тепе-теңдікте тұрған жүйеде барлық қоспаның концентрациясын өзгертпей-ақ, осы заттардың біреуінің ғана концентрациясын өзгертуге болмайды.

Осы жағдайды 1884ж.ғалым Ле-Шателье былай тұжырымдады: Тепе-теңдікте тұрған жүйеге сырттан әсер етсе, тепе-теңдік сол жасаған жағдайға қарама-қарсы жаққа қарай ығысады.

Тепе-теңдік күйдегі жүйеге сырттан әсер еткенде, жүйеде осы әсерді азайтатын процесс күшейеді:

3H₂+N₂  2NH₃+46,2кДж

$$$ 184

2NO_(г)+O_2(г)  2NO_2(г) гомогенді реакцияның жылдамдығына сәйкес келетін өрнектердің қайсысы дұрыс?

А)  = k2C_NO;

В)  = k;

С)  = 2kC_NO;

D)  = k+;

Е)  = k.

$$$ 185

S_(к)+O_2(г)  SO_2(г) гетерогенді реакцияның жылдамдығына сәйкес келетін өрнектердің қайсысы дұрыс?

А)  = kC_S;

В)  = k;

С)  = kC_S+;

D)  = k;

Е)  = kC_S.

Реакция жылдамдығының температуралық коэффициентi неге тең, егер температураны 40⁰С-ге жоғарылатқанда реакция жылдамдығы 81 есе артса?

А) 1;

В) 2;

С) 3;

D) 4;

Е) 5.

$$$ 207

Қайтымды реакцияның қайсысында, қысымды жоғарылатқанда тепе-теңдiк тура реакция бағытына ығысады:

А) H₂+I₂ Û 2HI;

В) C+СO₂ Û 2CO;

С) N₂+O₂ Û 2NO;

D) N₂+3H₂ Û 2NH₃;

Е) 2HBr Û H₂+Br₂.

$$$ 208

Берiлген реакцияның 2NO_(г)+O_2(г) = 2NO_2(г) жылдамдығы қалай өзгередi, егер көлемдi 3 есеге азайтса?

А) 6 есе төмендейді;

В) 20 есе артады;

С) өзгермейді;

D) 27 есе артады;

Е) 2 есе төмендейді.

$$$ 209

Берiлген реакцияның N_2(г)+3Н_2(г) Û 2NН_3(г) жылдамдығы қалай өзгередi, егер жүйедегi қысымды 3 есе арттырса?

А) 3 есе азаяды;

В) 27 есе артады;

С) 81 есе артады;

D) өзгермейді;

Е) 120 есе артады.

$$$ 210

А_2(г)+В_2(г) Û 2АВ_(г) реакцияның тепе-теңдiгi қай бағытқа ығысады, егер бiр уақытта қысымды 2 есе, температураны 10⁰С-ке арттырса? Тура реакцияның температуралық коэффициентi 2-ге, керi реакцияның 3-ке тең.

А) солға;

В) оңға;

С) өзгермейді;

D) оңға, егер темп. коэф.=2;

Е) оңға, егер темп. коэф.=3.

$$$ 211

Реакцияның жылдамдық константасы қай шамаға тәуелдi:

А) көлем мен температураға;

В) әрекеттесетін заттардың табиғатына;

С) жүйедегі қысымға;

D) әрекеттесетін заттардың концентрациясына;

Е) қысым мен температураға.

$$$ 212

2А+В®А₂В реакция жылдамдығы қалай өзгередi, егер А-заты концентрациясын 2 есе арттырып, ал B заты концентрациясын 2 есе азайтса?

А) 2 есе артады;

В) 4 есе артады;

С) 8 есе артады;

D) өзгермейді;

Е) 16 есе артады.

$$$ 213

Температураны 20⁰С-тен 70⁰С-ке арттырғанда реакция жылдамдығы қанша есе артады, егер реакцияның температуралық коэффициентi 2-ге тең болса

А) 10 есе;

В) 15 есе;

С) 32 есе;

D) 16 есе;

Е) 30 есе.

$$$ 214

Келтiрiлген реакция N₂+3Н₂2NН₃ жылдамдығының математикалық теңдеун жазыңыз:

А) =k₁;

В) =k₁N₂;

С) =k₁;

D) =k₁;

Е) =k₁+ .

$$$ 215

Химиялық реакция жылдамдығының катализатор қатысуымен артуына үлесiн тигiзетiн:

А) активтену энергиясының артуы;

В) активтену энергиясының төмендеуi;

С) молекулалардың соқтығысу жиiлiгiнiң артуы;

D) реакция жылуының өсуi;

Е) реакция жылуының төмендеуi.

$$$ 216

Әрекеттесушi заттар концентрациясын арттырғанда реакция жылдамдығы:

А) артады;

В) төмендейді;

С) өзгеріссіз қалады;

D) бастапқыда артып, сонан соң төмендейдi;

Е) бастапқыда төмендейдi, сонан соң артады.

$$$ 217

2NO+O₂®2NO₂+Q реакция тепе-теңдiгi солға қарай қай жағдайда ығысады?

А) О₂ концентрациясын арттыру;

В) температураны арттыру;

С) NO концентрациясын арттыру;

D) қысымды арттыру;

Е) NO₂ концентрациясын азайту

$$$ 218

Вант-Гофф ережесiне сәйкес, температураны әрбiр 10⁰С-ке көтергенде реакция жылдамдығы?

А) өзгермейді;

В) 2-4 есе өседі;

С) азаяды;

D) 10-20 есе артады;

Е) 5-10 есе кемиді.

$$$ 219

Гомогенді реакцияны көрсетіңіз.

А) С_(қ)+О_2(г)=СО_2(г)

В) 4Al_(қ)+3О_2(г)=2Al₂О_3(қ)

С) CaСO_3(қ) CaО_(қ)+СО_2(г)

D) N_2(г)+3Н_2(г) 2NН_3(г)

Е) 2KClO_3(қ) 2KCl_(қ)+3О_2(г)

$$$ 220

4HCl_(г)+O_2(г)®2H₂O_(г)+2Cl_2(г) реакциясының жылдамдығы HCl концентрациясын 2 есе өсiргенде қанша есе өседi?

А) 2;

В) 32;

С) 8;

D) 16;

Е) 34.

$$$ 221

Газдық фазада жүрiп жатқан реакцияның температурасын 320 дан 340К өсiргенде реакция жылдамдығы қанша есе өседi, егер =3?

А) 8;

В) 9;

С) 6;

D) 3;

Е) 10.

$$$ 222

СО_(г)+Н₂О_(г)=СО_2(г)+Н_2(г) реакцияның жылдамдығын 36 есе арттыру үшін қысымды қалай өзгерту керек

А) 3 есе арттыру;

В) 6 есе арттыру;

С) 12 есе арттыру;

D) 4,5 есе арттыру;

Е) 9 есе арттыру.

$$$ 223

Реакция жылдамдығын 81 есе азайту үшiн температураны қанша градусқа төмендету керек, егер =3 болса?

А) 20⁰;

В) 30⁰;

С) 20⁰;

D) 40⁰;

Е) 9⁰.

$$$ 224

Fe₃O_4(қ)+4CO_(г) Û 3Fe_(қ)+4CO_2(г) реакцияның тепе-теңдігі қысымды арттырғанда қалай өзгереді:

А) солға қарай ығысады;

В) СО₂ түзілу жағына ығысады;

С) оңға қарай ығысады;

D) ығыспайды;

Е) Fe₃O₄ түзілу жағына ығысады.

$$$ 225

N_2(г)+3H_2(г) Û 2NH_3(г) жүйесiндегi тепе-теңдiктi оңға, яғни аммиак түзiлу жағына ығыстыру үшiн:

А) қысымды арттыру керек;

В) қысымды кеміту керек;

С) аммиактың концентрациясын арттыру керек;

D) температураны азайту керек;

Е) газдардың көлемін арттыру керек.

$$$ 226

2CO_(г)+O_2(г) Û 2CO_2(г)+Q жүйесiндегi тепе-теңдiктi солға, яғни бастапқы заттар жағына ығыстыру үшiн:

А) СО-нің концентрациясын арттыру керек;

В) О₂-нің концентрациясын арттыру керек;

С) СО₂-нің концентрациясын азайту керек;

D) температураны арттыру керек;

Е) қысымды арттыру керек.

$$$ 228

Химиялық реакцияның жылдамдығы қалай өзгереді, егер әрекеттесетін заттардың концентрациясын арттырса?

А) азаяды;

В) артады;

С) өзгеріссіз қалады;

D) реакция өнімдерінің концентрациясы азаяды;

Е) реакция өнімдерінің концентрациясы өзгермейді.

$$$ 229

Гетерогендi реакция үшiн С_(қ)+СО_2(г)  2СО_(г) әсер етушi массалар заңының қайсы өрнегi дұрыс?

А) = k ;

В) = k ;

С) = k +;

D) = k ;

Е) = k 2.

$$$ 231

Химиялық реакция жылдамдығының өлшем бірлігі:

А) моль/л;

В) моль/сек;

С) моль/лсек;

D) л/моль;

Е) г/моль.

$$$ 232

Әсеретушi массалар заңың қолданып 2A + B C реакцияның жылдамдығын анықтаңыз:

А)  = k[A][B];

В)  = k[C]²;

С)  = k[A];

D)  = k[A]²[B];

Е)  = k[B].

$$$ 236

Әсеретушi массалар заңың қолданып A +3D  2C реакцияның жылдамдығын анықтаңыз:

А)  = k[C];

В)  = k[A];

С)  = k[D];

D) = k[A][D]³;

Е)  = k2[C].

$$$ 240

2Н₂ + СО СН₃ОН реакция үшін тепе-теңдік константасын өрнектеңіз:

А) ;

В) ;

С) ;

D) ;

Е) .