Обратимость химических реакций. Химическое равновесие и способыегосмещения.

Химическое равновесие - состояние системы, в котором скорость прямой реакции (V1) равнаскорости обратной реакции (V2). При химическом равновесии концентрации веществ остаютсянеизменными. Химическое равновесие имеет динамический характер: прямая и обратнаяреакции при равновесии не прекращаются.Состояние химического равновесия количественно характеризуется константой равновесия,представляющей собой отношение констант прямой (K1) и обратной (K2) реакций.

Для реакции mA + nB ↔ pC + dD константа равновесия равна

K = K1 / K2 = ([C]p • [D]d) / ([A]m • [B]n)

Константа равновесия зависит от температуры и природы реагирующих веществ. Чем большеконстанта равновесия, тем больше равновесие сдвинуто в сторону образования продуктовпрямой реакции.

Способы смещения равновесия

Принцип Ле-Шателье. Если на систему, находящуюся в равновесии, производится внешнеевоздействие (изменяются концентрация, температура, давление), то оно благоприятствуетпротеканию той из двух противоположных реакций, которая ослабляет это воздействие

V1

A + Б↔ В

V2

1. Давление. Увеличение давления (для газов) смещает равновесие в сторону реакции,ведущей к уменьшению объема (т.е. к образованию меньшего числа молекул).

V1

A + Б ↔ В; увеличение P приводит к V1 > V2

V2

2 1__

2. Увеличение температуры смещает положение равновесия в сторону эндотермическойреакции (т.е. в сторону реакции, протекающей с поглощением теплоты)

V1

A + Б↔ В + Q, то увеличение t°C приводит к V2 > V1

V2

V1

A + Б↔ В - Q, то увеличение t°C приводит к V1 > V2

V2

3. Увеличение концентрации исходных веществ и удаление продуктов из сферы реакциисмещает равновесие в сторону прямой реакции. Увеличение концентраций исходных

веществ [A] или [Б] или [А] и [Б]: V1 >V2.

4. Катализаторы не влияют на положение равновесия.

Контрольные вопросы:

1. На какие типы подразделяются химические реакции?

2. Какие реакции называют окислительно-восстановительными?

3. Какой процесс называют окислением? Восстановителем? Какое качество называют окислителем? Восстановлением?

4. Дайте определение скорости химической реакции. В каких единицах она измеряется?

5. Почему костер разжигают при помощи бумаги и мелких щепок?

6. Почему «кипящий слой» так называют? В каких случаях он применяется?

7. Какие факторы влияют на скорость химической реакции

8. Какие реакции называют необратимыми? Приведите примеры

9. Какие реакции называют обратимыми? Приведите примеры

10. Сформулируйте принцип Ле Шателье. Рассмотрите влияние каждого фактора (температуры, давления, концентрации веществ) на смещение химического равновесия

Тема. 1.7: Металлы и неметаллы

Перечень изучаемых вопросов:

Металлы. Особенности строения атомов и кристаллов. Физические свойства металлов. Классификация металлов по различным признакам. Химические свойства металлов. Электрохимический ряд напряжений металлов. Металлотермия.Общие способы получения металлов. Понятие о металлургии. Пирометаллургия, гидрометаллургия и электрометаллургия. Сплавы черные и цветные.

Неметаллы. Особенности строения атомов. Неметаллы – простые вещества. Зависимость свойств галогенов от их положения в Периодической системе.Окислительные и восстановительные свойства неметаллов в зависимости от их положения в ряду электроотрицательности.

Металлы. Физические свойства металлов. Классификация металлов по различным признакам. Химические свойства металлов. Электрохимический ряд напряжений металлов. Металлотермия.Общие способы получения металлов. Понятие о металлургии. Пирометаллургия, гидрометаллургия и электрометаллургия. Сплавы черные и цветные.

Металлическими называются такие элементы, атомы которых содержат слабосвязанные с ядром наружные электроны, и поэтому способные образовывать элементарные положительно заряженные ионы.

Более 80% элементов периодической системы относятся к металлам.

Металлы находятся в I, II, III группах (кроме бора), в IVгруппе – олово и свинец, в V группе – висмут, в VI группе – полоний, а также во всех побочных подгруппах.

Металлы I группы называются щелочными, поскольку они, реагируя с водой образуют щёлочи. Металлы II группы, за исключением берилия, называются щелочноземельными. Металлы I и II групп главных подгрупп относятся к S – элементам.

В промышленности существует разделение металлов на чёрные и цветные. К чёрным металлам относится железо и все его сплавы, а остальные металлы – к цветным. Благородные металлы – золото, серебро, платина. Редкие металлы– титан, германий, цирконий, бериллий, ванадий, молибден и другие.

Металлы в природе встречаются в виде соединений. Серебро, золото, ртуть – в самородном виде. Природные соединения, из которых экономически выгодно получать металлы называются рудами.

· Алюминиевая руда–(боксит) Al₂O₃

· Медный колчедан – Cu₂S

· Свинцовый блеск – PbS

· Марганцевая руда – (пиролюзит) MnO₂

· Магнезит – MgCO₃

· Галит– NaCl

· Железный колчедан– (пирит) FeS₂

· Красный железняк– Fe₂O₃

· Магнитный железняк– Fe₃O₄.

Химические свойства металлов.

Химические свойства металлов обуславливаются наличием в их атомах электронов, слабо связанных с ядром.

Металлы способны отдавать электроны, превращаясь в положительно заряженные ионы по схеме:

Ме – ē = Ме ⁺

Металлы взаимодействуют с неметаллами:

· Большинство металлов реагирует с кислородом, давая оксиды:

4Li + O₂ = 2Li₂O

2Mg + O₂ = 2MgO

· Металлы легко взаимодействуют с галогенами, образуя соли:

2Na + I₂ = 2NaI

2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃

· C азотом металлы образуют нитриды:

3Ba + N₂ = Ba₃N₂

· При определенных условиях металлы взаимодействуют с серой, образуя сульфиды:

Fe + S = Fe S

· Соединения металлов с углеродом называются карбидами:

Ca + 2C = CaC₂

· Щелочные и щелочноземельные металлы с водородом образуют гидриды:

2Li + H₂ 2LiH

Гидрид лития

На основании химической активности металлы объединены в ряд активности или ряд напряжений металлов.