Билет 5.
1. Обратимость химических реакций, химическое равновесие
Реакции, протекающие при данных условиях во взаимно противоположных направлениях, называются обратимыми.
N2 + 3H2 2NH3 + Q
Одну из реакций называют прямой, другую обратной. В таких реакциях концентрация реагирующих веществ уменьшается, следовательно, уменьшается скорость прямой реакции. При этом скорость обратной реакции постепенно увеличивается, наступает химическое равновесие, при котором скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции. Это значит: сколько молекул образуется в единицу времени, столько и расходуется.
Состояние химического равновесия при неизменных условиях сохраняется длительное время. При изменении условий (t, давления (P) и концентрации (C)) состояние равновесия нарушается. Смещение химического равновесия определяется по принципу Ле Шателье: если на систему находящуюся в равновесии оказывать какое-либо воздействие, то равновесие смещается в направление ослабления этого воздействия.
Если реакции идёт с выделением тепла,
то при повышении t равновесие
смещается в направление «
»
и наоборот «
».
[Если + Q и t
,
то
]
Если с уменьшением объёма (V), то при повышении давления (P) равновесие смещается в направлении и наоборот .
N2 + 3H2 2NH3 + Q
1V 3V 2V
всегда к меньшему объёму, если V
При увеличении концентрации (C) исходных веществ равновесие смещается в сторону прямой реакции и наоборот .
[Если С , то ]
если увел. С прод. реакции, то
если умен. С прод. реакции, то .
2. Ацетилен…
Ацетиле́н — ненасыщенный углеводород C2H2. Имеет тройную связь между атомами углерода, принадлежит к классу алкинов.
Атомы
углерода
в ацетилене sp-гибридизованы. Они связаны
одной
и
двумя
связями,
макс. плотности к-рых расположены в двух
взаимно перпендикулярных областях,
образуя цилиндрич. облако
электронной
плотности; за его пределами
находятся атомы
Н (см. рис.).
Молекула
ацетилена линейна; все 4 атома
расположены на прямой. Расстояния С
С
и С—Н равны соотв. 0,1205 и 0,1059 нм.
Для
ацетилена характерны р-ции присоединения,
к-рые происходят в две стадии: сначала
образуются замещенные этилена,
затем - замещенные алканов.
Галогены
присоединяются непосредственно,
галогеноводороды
- в присут. катализаторов
(напр., CuCl, HgCl2):
Эти р-ции используются при произ-ве тетрахлорэтилена, трихлорэтилена, винилхлорида и др. хлорсодержащих соединений.
. Гидрирование. Реакция протекает в тех же условиях, что и в случае алкенов (катализаторы Pt, Pd, Ni). При восстановлении алкинов вначале образуются алкены, а затем — алканы:
H2 H2 HC≡CH —→ H2C=CH2 —→ H3C—CH3 ацетилен этилен этан
Гидрогалогенирование. Реакции присоединения галогеноводородов, как и галогенов, идут в основном по механизму электрофильного присоединения:
HCl HCє≡CH + HCl —→ H2C=CHCl —→ H3C—CHCl2 хлорэтен 1,1-дихлорэтан (хлористый винил)
Вторая молекула галогеноводорода присоединяется в соответствии с правилом Марковникова.
Присоединение воды (реакция М.Г.Кучерова,. 1881). Катализатор — соль ртути:
HgSO4 HC≡CH + HOH ——→ H2C=CH—OH →H3C—C=O \ H виниловый уксусный спирт альдегид (промежуточный неустойчивый продукт)
Неустойчивое промежуточное соединение — виниловый спирт — перегруппировывается в уксусный альдегид.
При нагревании ацетилена в присутствии активированного угля (реакция Зелинского) осуществляется циклическая тримеризация с образованием бензола.
|
+ |
|
––600C,C |
|
При полном сгорании ацетилена на воздухе образуются два продукта оксид углерода (IV) и вода:
2НС≡СН + 5O2 → 4СO2 + 2Н2O
. ПОЛУЧЕНИЕ
Ацетилен в промышленности и в лаборатории можно получать следующими способами:
1. Высокотемпературным разложением (крекинг) природного газа — метана:
2СН4 1500°C→ НС≡СН + 3Н2
или этана:
С2Н6 1200°C→ НС≡СН + 2Н2
2. Разложением водой карбида кальция СаС2, который получают спеканием негашеной извести СаО с коксом:
СаО + 3C 2500°C→CaC2 + CO
СаС2 + 2Н2O → НС≡СН + Са(ОН)2
Билет 6.