Презентация по химии на тему Обратимость химических реакций

Обратимость химических реакций.Химическое равновесие Главное глазами не увидишь. А. де Сент-Экзюпери Цель урока. Изучить обратимость химических реакций, химическое равновесие и условия его смещения. Эпиграф Бытие и небытие порождают друг друга, трудное и лёгкое создают друг друга, длинное и короткое взаимно соотносятся, высокое и низкое взаимно определяются, звуки, сливаясь, переходят в гармонию, предыдущее и последующее следуют друг за другом. Лао-цзы Проклассифицируйте реакции, используя различные признаки 1. SO2 +H2O  H2SO4 + Q2. CH4  C(тв) +2H2 - Q3. FeCl3+3KOH  Fe(OH)3↓ +3KCl4. Zn + 2HCl  ZnCl2 + H2 ↑ + Q 2SO2 + O2 2SO3 2NO + O2 2NO2 Классификация реакций по признаку обратимости Реакции Необратимые Обратимые CH4 + 2O2 = CO2 ↑+ 2H2O N2 + 3H2 2NH3 t, кат. Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 KOH + HCI = KCI + H2OCuSO4 + 2NaOH =Cu(OH)2↓+Na2SO4 t, кат. t НЕОБРАТИМЫЕ РЕАКЦИИ - это реакции, протекающие в данных условиях только в одном направлении, в результате которых исходные вещества практически полностью превращаются в конечные продуктыК ним можно отнести все реакции обмена, сопровождающиеся образованиемосадкагаза малодиссоциирующего вещества (воды) и все реакции горения Обратимые реакции – это реакции, протекающие в данных условиях одновременно в двух противоположных направлениях – прямом и обратномВ органической химии признак обратимости отражают названия антонимы процессов: Гидрирование – дегидрирование Гидратация – дегидратация Полимеризация – деполимеризацияОбратимы все реакции этерификации (противоположный процесс носит название гидролиза)и гидролиза белков, сложных эфиров, углеводов, полинуклеотидов. Обратимость этих процессов лежит в основе важнейшего свойства живого организма – обмена веществ. Обратимые физические процессы конденсацияH2O (ж)  H2O (г) испарение выделение из раствора СО2 (г)  СО2 (водн) растворение Обратимая химическая реакция СО2(водн.) + Н2О  HCO3- (водн.) + H+Одновременно протекают три обратимых процесса, находящихся в состоянии динамического равновесия, поэтому давление СО2 (г), паров Н2О, концентрация растворенного СО2 и кислотность раствора остаются постоянными. Понятие «равновесие» Равновесие – это устойчивое соотношение между чем-либо.(С.И. Ожегов. Толковый словарь.) СХЕМА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПЯТИ ЭЛЕМЕНТОВ (СТИХИЙ) МИРОЗДАНИЯ(ВОСТОЧНАЯ ФИЛОСОФИЯ ФЭН-ШУЙ) ДЕРЕВО МЕТАЛЛ ВОДА ЗЕМЛЯ ОГОНЬ Равновесие в изобразительном искусстве - БАЛАНС В.М. Васнецов «Богатыри» Равновесие в музыке – ГАРМОНИЯ Равновесие в природе ЖЕРТВА ХИЩНИК ЦВЕТОЧНЫЕРАСТЕНИЯ РАСТЕНИЯ НАСЕКОМЫЕ-ОПЫЛИТЕЛИ РАСТИТЕЛЬНОЯДНЫЕЖИВОТНЫЕ Химическое равновесие - динамическое состояние химической системы, когда при неизменных условиях скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции. Самое энергетически выгодное состояние системы А + В С + D прямая реакция обратная реакция исходныевещества продуктыреакции А + В С + D прямая реакция обратная реакция С + D обратная реакция А + В Количественной характеристикой химического равновесия служит константа равновесия: k1 [В] k2 [А] [Б] k1, k2 – константы скоростей прямой и обратной реакций,[А],[B],[Б] – равновесные концентрации веществ А, Б, В.А + Б  В К = = , Гомогенная реакция N2 + 3H2  2NH3 + Q [ N Н3 ]2 К равн. = -------------- [ N2 ] . [H2]3 Гетерогенная реакция CO2 + C(тв)  2CO – Q[ CO ] 2 К равн. = -------------- [ CO2] Константа химического равновесия зависит от природы реагентов и от температуры.Константа химического равновесия не зависит от давления. По значению констант равновесия можно судить о направлении и глубине протекания процесса, о максимально возможном выходе продукта реакции при тех или иных условиях.при К= 1 химическое равновесиепри К > 1 – преобладают продукты реакции,при К < 1 – исходные вещества. Нарушение химического равновесия Смещение равновесия – переход из одного состояния в другое вследствие нарушения равенства скоростей прямой и обратной реакций.vпрям > vобр – равновесие смещается вправо;vпрям < vобр – равновесие смещается влево. Принцип Ле Шателье 1885г Анри Ле Шателье1850 - 1936 Если на систему, находящуюся в равновесии, оказывается внешнее воздействие (изменяется концентрация реагентов, температура, давление), то равновесие смещается в сторону ослабления этого воздействия. Факторы, влияющие на смещение химического равновесия Изменение температуры Изменение концентрации Изменение давления 1. Влияние изменения температуры N2 + 3H2  2NH3 + QПри повышении температуры химическое равновесие смещается в направлении эндотермической реакции. При понижении температуры – в направлении экзотермической реакции. Куда сместится равновесиевследствие увеличения температуры? N2 + O2  2NO – 180 кДж   В горячую воду Образуется синий цвет В холодную воду Влияние изменения температуры (C6H10O5)n + m J2 [(C6H10O5)n m J2] +Q крахмал синий цвет 2. Влияние изменения давления N2 (г.) + 3H2 (г.) 2NH3 (г.) 4 V 2 V p  t, кат. При увеличении давления равновесие смещается в сторону меньшего объема газообразных веществ, и наоборот. Влияние изменения давления Куда сместится равновесиев результате увеличения давления? 2NO2  N2O4 бурый бесцветный Влияние изменения давления При увеличении давления равновесие смещается в сторону меньшего объема газообразных веществ, и наоборот. 3. Влияние изменения концентрации веществ aA + bB d D + f F c(A), c(B)   равновесие смещается c(D), c(F)   равновесие смещается c(A), c(B)   равновесие смещается c(D), c(F)   равновесие смещается ВПРАВО ВЛЕВО ВПРАВО ВЛЕВО 3. Влияние изменения концентрации 3KCNS + FeCl3  Fe(CNS)3 + 3KCl роданид хлорид Fe (III) темно-красный цвет + 30 мл Н2О + 2-3 капли FeCl3 + 1-2 капли KCNS + KCl 2. 1. ВЫВОДЫ При увеличении концентрации исходных веществ химическое равновесие смещается в сторону образования продуктов реакции.При увеличении концентрации продуктов реакции химическое равновесие смещается в сторону образования исходных веществ.При повышении давления химическое равновесие смещается в сторону той реакции, при которой объем образующихся газообразных веществ меньше.При повышении температуры химическое равновесие смещается в сторону эндотермической реакции;При понижении температуры химическое равновесие смещается в сторону экзотермической реакции. Условия смещения химического равновесия в сторону прямой реакции N2 (г.) + 3H2 (г.) 2NH3 (г.) +Q 4 V 2 V p  t, кат. 1. Понижение температуры2. Повышение давления3. Увеличение концентрации N2 и H2 4. Отведение из системы NH3 В приведенных системах установилось состояние химического равновесия. Назовите возможные условия, при которых равновесие будет смещено в сторону прямой реакции:1) СО2 (г.) + С  2СО (г.) – Q ; 2) 3NО2 (г.) + Н2О  2НNO3 + NO (г.) + Q;3) CO (г.) + CI 2 (г.)  CO CI2 (г.) + Q;4) 2 SO2 (г.) + О2 (г.)  2 SO3 (г.) + Q; Проверка знаний 1) СО2 (г.) + С  2СО (г.) – Q повысить температурупонизить давлениеувеличить концентрацию СО2отвести из системы СО 2) 3NО2 (г.) + Н2О  2НNO3 + NO (г.) + Q понизить температуруповысить давлениеувеличить концентрацию исходных веществ отвести из системы продукты реакции 3) CO (г.) + CI 2 (г.)  COCI2 (г.) + Q понизить температуруповысить давлениеувеличить концентрацию CO и CI 2отвести из системы COCI2 4) 2 SO2 (г.) + О2 (г.)  2 SO3 (г.) + Q понизить температуруповысить давлениеувеличить концентрацию SO2 и О2 отвести из системы SO3 Мы изучили обратимость химических реакций, химическое равновесие и условия его смещения, научились находить равновесные процессы в окружающей нас природе. Убедились, что принцип Ле Шателье универсален. И самое главное, поняв всю ценность этих знаний, вы сможете использовать их во благо. Круговорот воды в природе Круговорот азота СИНКВЕЙН 1. Назовите самое главное слово сегодняшнего урока (существительное).2. Опишите его (прилагательные).3. Назовите действия предмета речи (глаголы или причастия).4. Сформулируйте свое отношение к теме.5. Приведите слова, с которыми у вас ассоциируется понятие «равновесие». ЖЕЛАЮ ВАМ ДУШЕВНОГО РАВНОВЕСИЯ!