معلم خصوصی شیمی. موضوع

مثال 4.1. سرعت واکنش هر واکنش چگونه تغییر خواهد کرد؟

2NO (g) + Cl 2 (g) = 2NOCI (g) (1); CaO (c) + CO 2 (g) \u003d CaCO 3 (c) (2)،

اگر فشار در هر سیستم 3 برابر افزایش یابد؟

راه حل. واکنش (1) همگن است و طبق قانون عمل جرم، سرعت واکنش اولیه v = k∙ ∙ است. واکنش (2) ناهمگن است و سرعت آن با معادله v = k∙ بیان می شود. غلظت مواد در فاز جامد (CaO در این واکنش) در طول واکنش تغییر نمی کند، بنابراین در معادله قانون عمل جرم گنجانده نمی شود.

افزایش فشار در هر یک از سیستم ها به میزان 3 برابر منجر به کاهش 3 برابری حجم سیستم و افزایش 3 برابری غلظت هر یک از مواد گازی واکنش دهنده خواهد شد. در غلظت‌های جدید سرعت واکنش: v" = k∙(3) 2 ∙3 = 27 k∙ ∙ (1) و v" = k3 (2). با مقایسه عبارات برای سرعت v و ​​v، متوجه می‌شویم که سرعت واکنش (1) 27 برابر و واکنش (2) 3 برابر افزایش می‌یابد.

مثال 4.2.واکنش بین مواد A و B با معادله 2A + B \u003d D بیان می شود. غلظت های اولیه عبارتند از: C A \u003d 5 mol / l، C B \u003d 3.5 mol / l. ثابت نرخ 0.4 است. سرعت واکنش را در لحظه اولیه و در لحظه ای که 60 درصد ماده A در مخلوط واکنش باقی می ماند محاسبه کنید.

راه حل.طبق قانون عمل جرم ها v = . در لحظه اولیه، سرعت v 1 \u003d 0.4 × 5 2 × 3.5 \u003d 35. پس از مدتی 60٪ از ماده A در مخلوط واکنش باقی می ماند، یعنی غلظت ماده A برابر با 5 × می شود. 0.6 \u003d 3 مول در لیتر. این بدان معنی است که غلظت A 5 - 3 = 2 mol / l کاهش یافته است. از آنجایی که A و B به نسبت 2:1 با یکدیگر تعامل دارند، غلظت ماده B به میزان 1 مول کاهش یافت و برابر با 3.5 - 1 = 2.5 mol / L شد. بنابراین، v 2 \u003d 0.4 × 3 2 × 2.5 \u003d 9.

مثال 4.3. مدتی پس از شروع واکنش

غلظت 2NO + O 2 \u003d 2NO 2 مواد (مول در لیتر): \u003d 0.06;

0.12; = 0.216. غلظت اولیه NO و O 2 را بیابید.

راه حل.غلظت اولیه NO و O 2 بر اساس معادله واکنش یافت می شود که طبق آن 2 مول NO برای تشکیل 2 mol 2NO 2 صرف می شود. با توجه به شرایط مشکل، 0.216 mol NO 2 تشکیل شد که برای آن 0.216 mol NO هزینه شد. بنابراین، غلظت اولیه NO برابر است با:

0.06 + 0.216 = 0.276 mol/l.

با توجه به معادله واکنش برای تشکیل 2 مول NO 2، 1 مول O 2 مورد نیاز است و برای به دست آوردن 0.216 mol NO 2، 0.216 / 2 = 0.108 mol / O 2 مورد نیاز است. غلظت اولیه O 2 است: \u003d 0.12 + 0.108 \u003d 0.228 mol / L.

بنابراین، غلظت های اولیه عبارت بودند از:

0.276 مول در لیتر; = 0.228 مول در لیتر.

مثال 4.4.در 323 K برخی از واکنش ها در 30 ثانیه کامل می شود. تعیین کنید که اگر ضریب دمایی سرعت واکنش 2 باشد، سرعت و زمان واکنش در 283 کلوین چگونه تغییر می کند.

راه حل.طبق قانون وانت هاف، متوجه می شویم که سرعت واکنش چند برابر تغییر می کند:

2 –4 = .

سرعت واکنش 16 برابر کاهش می یابد. سرعت یک واکنش و زمان آن رابطه معکوس دارند. در نتیجه، زمان این واکنش 16 برابر افزایش می یابد و 30 × 16 = 480 s = 8 دقیقه خواهد بود.

وظایف

№ 4.1 . واکنش مطابق با معادله 3Н 2 + CO = CH 4 + H 2 O پیش می رود

غلظت اولیه واکنش دهنده ها (مول در لیتر): = 0.8 بود. CCO = 0.6. اگر غلظت هیدروژن به 1.2 مول در لیتر و غلظت مونوکسید کربن به 0.9 مول در لیتر افزایش یابد، سرعت واکنش چگونه تغییر می کند؟

(پاسخ: 5 برابر افزایش می یابد).

№ 4.2 . واکنش تجزیه N 2 O طبق معادله 2N 2 O \u003d 2N 2 + O 2 ادامه می یابد. ثابت سرعت واکنش 5·10 -4 است. غلظت اولیه

0.32 مول در لیتر. سرعت واکنش را در لحظه اولیه و در لحظه ای که 50٪ N 2 O تجزیه می شود، تعیین کنید. پاسخ: 5,12 . 10 -5 ; 1,28 . 10 -5).

№ 4.3 . واکنش بین مواد A و B با معادله بیان می شود

A + 2B = D. غلظت های اولیه: C A = 0.3 mol / L و C B = 0.4 mol / L. ثابت نرخ 0.8 است. سرعت اولیه واکنش را محاسبه کنید و تعیین کنید که چگونه سرعت واکنش پس از مدتی تغییر کرد، زمانی که غلظت ماده A 0.1 مول کاهش یافت.

(پاسخ: 3,84 . 10 -2; 6 برابر کاهش یافته است).

№ 4.4 ضریب دمایی سرعت واکنش چقدر است اگر با کاهش دما 30 درجه سانتیگراد، زمان واکنش 64 برابر افزایش یابد؟ ( پاسخ: 4).

№ 4.5 محاسبه کنید اگر در دمای 20 درجه سانتیگراد 3 ساعت طول بکشد واکنش در 45 دقیقه در چه دمایی به پایان می رسد. ضریب دمایی سرعت واکنش 3 است ( پاسخ: 32.6 در مورد C).

№ 4.6. اگر فشار 3 برابر و دما به طور همزمان 30 درجه سانتیگراد افزایش یابد (γ = 2) سرعت واکنش CO + Cl 2 = COCl 2 چگونه تغییر می کند؟

(پاسخ: 72 برابر افزایش می یابد).

№ 4.7 . واکنش ها طبق معادلات پیش می رود

C (c) + O 2 (g) \u003d CO 2 (g) (1); 2CO (گرم) + O 2 (گرم) \u003d 2CO 2 (گرم) (2)

سرعت واکنش های (1) و (2) چگونه تغییر می کند اگر در هر سیستم: الف) فشار 3 برابر کاهش یابد. ب) حجم ظرف را 3 برابر افزایش دهید. ج) غلظت اکسیژن را 3 برابر افزایش دهید؟ ( پاسخ:الف) در (1) 3، در (2) 27 برابر کاهش می یابد.

ب) در (1) 3، در (2) 27 برابر کاهش می یابد. ج) (1) و (2) 3 برابر افزایش می یابد.

№ 4.8 . واکنش طبق معادله H 2 + I 2 \u003d 2HI ادامه می یابد. ثابت نرخ 0.16 است. غلظت اولیه هیدروژن و ید به ترتیب 0.04 mol/l و 0.05 mol/l است. سرعت اولیه واکنش و سرعت آن را زمانی که غلظت H 2 برابر 0.03 مول در لیتر می شود محاسبه کنید. ( پاسخ: 3,2 . 10 -3 ; 1,9 . 10 -3).

№ 4.9 . اکسیداسیون گوگرد و دی اکسید آن مطابق با معادلات زیر انجام می شود:

S (k) + O 2 (g) \u003d SO 2 (g) (1); 2SO 2 (g) + O 2 (g) \u003d 2SO 3 (g) (2)

سرعت واکنش های (1) و (2) چگونه تغییر می کند اگر در هر سیستم: الف) فشار 4 برابر افزایش یابد. ب) حجم ظرف را 4 برابر کاهش دهید. ج) غلظت اکسیژن را 4 برابر افزایش دهید؟ ( پاسخ:الف) (1) 4، (2) 64 (برابر) افزایش می یابد.

ب) (1) 4 برابر (2) 64 برابر افزایش می یابد. ج) (1) و (2) 4 برابر افزایش می یابد.

№ 4.10 . ثابت سرعت واکنش 2A + B = D 0.8 است. غلظت های اولیه: C A = 2.5 mol/l و C B = 1.5 mol/l. در نتیجه واکنش، غلظت ماده C B 0.6 مول در لیتر بود. آنچه برابر با C A و سرعت واکنش شد را محاسبه کنید. ( پاسخ: 0.7 مول در لیتر؛ 0.235).

№ 4.11. واکنش مطابق با معادله 4HCl + O 2 = 2H 2 O + 2Cl 2 پیش می رود.

مدتی پس از شروع واکنش، غلظت مواد درگیر در آن (مول در لیتر) شد: \u003d 0.85؛ = 0.44; = 0.30. غلظت اولیه HCl و O 2 را محاسبه کنید. ( پاسخ:= 1.45; = 0.59 مول در لیتر).

№ 4.12 . غلظت اولیه مواد در واکنش CO + H 2 O ↔ CO 2 + H 2

برابر بودند (mol/l): C CO = 0.5; = 0.6; = 0.4; = 0.2. غلظت تمام مواد درگیر در واکنش را پس از واکنش 60% H 2 O محاسبه کنید. پاسخ: CCO = 0.14; = 0.24; = 0.76; = 0.56 مول در لیتر).

№ 4.13 . سرعت واکنش 2CO + O 2 \u003d CO 2 چگونه تغییر می کند اگر:

الف) حجم ظرف واکنش را 3 برابر افزایش دهید. ب) غلظت CO را 3 برابر افزایش دهید. ج) دما را 40 درجه سانتیگراد افزایش دهید (γ = 2)؟ ( پاسخ:الف) 27 برابر کاهش می یابد. ب) 9 برابر افزایش می یابد. ج) 16 برابر افزایش می یابد).

№ 4.14 . در دمای 10 درجه سانتیگراد، واکنش در 20 دقیقه کامل می شود. اگر ضریب دما 3 باشد، زمانی که دما به 40 درجه سانتیگراد افزایش یابد، واکنش چقدر طول خواهد کشید؟ ( پاسخ: 44.4 ثانیه).

№ 4.15 . چند برابر باید افزایش یابد

الف) غلظت CO در سیستم 2CO \u003d CO 2 + C به طوری که سرعت واکنش 4 برابر افزایش می یابد؟

ب) غلظت هیدروژن در سیستم N 2 + 3H 2 \u003d 2NH 3 به طوری که سرعت واکنش 100 برابر افزایش می یابد؟

ج) فشار در سیستم 2NO + O 2 = 2NO 2 به طوری که سرعت تشکیل NO 2 10 3 برابر افزایش می یابد؟ ( پاسخ: 2 بار؛ 4.64 بار; 10 بار).

№ 4.16 . سرعت واکنش A + 2B \u003d AB 2 در C A \u003d 0.15 مول در لیتر و

C B \u003d 0.4 mol / l برابر است با 2.4 ∙ 10 -3. ثابت سرعت و سرعت واکنش را زمانی که غلظت B 0.2 مول در لیتر می شود تعیین کنید. ( پاسخ: 0,1; 2 ∙ 10 -4).

№ 4.17 . سرعت واکنش 2A + B = A 2 B چگونه تغییر می کند اگر غلظت ماده A 3 برابر افزایش یابد ، غلظت ماده B 2 برابر کاهش یابد و دما 40 درجه سانتیگراد افزایش یابد (γ \u003d 2 )؟ ( پاسخ: 72 برابر افزایش می یابد).

№ 4.18. واکنش مطابق با معادله 2H 2 S + 3O 2 = 2SO 2 + 2H 2 O پیش می رود.

مدتی پس از شروع واکنش، غلظت مواد درگیر در آن (مول در لیتر) شد: \u003d 0.009. = 0.02; = 0.003. محاسبه کنید: = 0.7 mol/l).

1. گاز A در ظرفی با مقدار ماده 4.5 مول و گاز B با مقدار ماده 3 مول مخلوط شد. گازهای A و B مطابق با معادله A + B \u003d C واکنش می دهند. پس از مدتی گاز C با ماده 2 مول در سیستم تشکیل شد. چه مقادیری از گازهای A و B واکنش نداده در سیستم باقی مانده است؟

از معادله واکنش چنین برمی آید که:

Dn(A) = Dn(B) = Dn(C) = 2 مول،

که در آن Dn تغییر در مقدار یک ماده در طول واکنش است.

بنابراین، در ظرف باقی می ماند:

n 2 (A) = n 1 (A) - Dn(A); n 2 (A) \u003d (4.5 - 2) مول \u003d 2.5 مول؛

n 2 (B) = n 1 (B) - Dn(B); n 2 (B) \u003d (3 - 2) mol \u003d 1 mol.

2. واکنش مطابق با معادله: 2A + B ⇄ C ادامه می یابد و مرتبه دوم برای ماده A و اولین مرتبه برای ماده B است. در لحظه اولیه زمان، سرعت واکنش 15 mol/l×s است. ثابت سرعت و سرعت واکنش مستقیم را در لحظه ای که 50٪ ماده B واکنش می دهد محاسبه کنید، اگر غلظت های اولیه برابر باشد: С(A) = 10 mol/l. C(B) = 5 mol/l. سرعت یک واکنش شیمیایی چگونه تغییر خواهد کرد؟

С(B) که وارد واکنش شده است برابر است با:

C(B) \u003d 0.5 5 \u003d 2.5 mol / l.

بر این اساس C(A) که وارد واکنش شده است برابر است با:

2 mol/l A - 1 mol/l B

C(A) - 2.5 mol/l B

C(A) و C(B) پس از واکنش:

C(A) \u003d 10 - 5 \u003d 5 mol / l،

C(B) \u003d 5 - 2.5 \u003d 2.5 mol / l.

سرعت واکنش مستقیم خواهد بود:

سرعت یک واکنش شیمیایی تغییر می کند:

یعنی 8 برابر کاهش می یابد.

3. واکنش بین مواد A و B با معادله A + 2B \u003d C بیان می شود و مرتبه اول را برای ماده A و دومی را برای ماده B دارد. غلظت اولیه مواد عبارتند از: C (A) \u003d 2 mol / l; C(B) = 4 mol/l. ثابت نرخ 1.0 است. سرعت اولیه واکنش و سرعت را پس از مدتی که غلظت ماده A 0.3 مول در لیتر کاهش می یابد، بیابید.

طبق قانون عمل جمعی:

اگر غلظت ماده A 0.3 مول در لیتر کاهش یابد، غلظت ماده B 0.3 × 2 = 0.6 mol / L کاهش می یابد. پس از واکنش، غلظت ها عبارتند از:

4. سرعت واکنش های فاز گاز مستقیم و معکوس که در یک ظرف بسته رخ می دهد با معادلات بیان می شود:

بر اساس قانون عمل جرم، سرعت واکنش های مستقیم و معکوس در شرایط اولیه عبارتند از:

افزایش فشار 3 برابر برای سیستم های گازی منجر به کاهش حجم مخلوط گاز به میزان 3 برابر می شود، غلظت هر سه گاز به همان میزان افزایش می یابد و سرعت هر دو واکنش به ترتیب برابر می شود:

نسبت های سرعت واکنش عبارتند از:

بنابراین، سرعت واکنش رو به جلو 27 برابر، معکوس - 9 برابر افزایش می یابد.

5. واکنش در دمای 50 0 C در 2 دقیقه و 15 ثانیه ادامه می یابد. اگر ضریب دمایی نرخ g در این محدوده دمایی 3 باشد، چقدر طول می کشد تا این واکنش در دمای 70 درجه سانتیگراد به پایان برسد؟

با افزایش دما از 50 تا 70 درجه سانتیگراد، سرعت واکنش مطابق با قانون وانت هاف افزایش می یابد:

جایی که = 70 0 C، \u003d 50 0 C، سرعت واکنش a و - در دماهای معین.

ما گرفتیم:

آن ها سرعت واکنش 9 برابر افزایش می یابد.

طبق تعریف، زمان واکنش با سرعت واکنش نسبت معکوس دارد، بنابراین:

کجا و زمان واکنش در دما است و .

از اینجا دریافت می کنیم:

با توجه به اینکه = 135 ثانیه (2 دقیقه و 15 ثانیه)، زمان واکنش را در یک دما تعیین می کنیم :

6. سرعت یک واکنش شیمیایی با افزایش دما از چند برابر افزایش می یابد = 10 0 C به = 80 0 C , اگر ضریب دمایی سرعت g برابر با 2 باشد؟

از قانون van't Hoff:

سرعت واکنش 128 برابر افزایش می یابد.

7. هنگام مطالعه سینتیک دفع دارو از بدن بیمار، مشخص شد که در 3 ساعت 50 درصد از مقدار اولیه دارو در بدن بیمار باقی مانده است. نیمه عمر و ثابت سرعت واکنش حذف دارو از بدن انسان را تعیین کنید، اگر مشخص شود که این یک واکنش درجه اول است.

از آنجایی که برای یک دوره زمانی معین 50٪ از دارو از بدن خارج شد، سپس t 1/2 = 3 ساعت. ثابت سرعت واکنش را از معادله محاسبه می کنیم:

8. در بررسی های آزمایشگاهی محلول های آبی دارو مشخص شد که در اثر هیدرولیز، غلظت دارو در روز از 0.05 مول در لیتر به 0.03 مول در لیتر کاهش یافت. نیمه عمر واکنش هیدرولیز دارو را محاسبه کنید.

از آنجایی که واکنش های هیدرولیز معمولاً با مقدار زیادی آب انجام می شود، غلظت آن می تواند ثابت باشد. در نتیجه، تنها غلظت دارو در طول واکنش تغییر می کند و واکنش هیدرولیز را می توان یک واکنش درجه اول در نظر گرفت.

مقدار ثابت سرعت واکنش را از معادله بدست می آوریم:

9. نیمه عمر دارو از بدن بیمار (واکنش درجه اول) 5 ساعت است. مدت زمانی را مشخص کنید که در طی آن 75 درصد دارو از بدن خارج می شود.

با حذف 75 درصد دارو از بدن، نسبت C/C 0 0.25 خواهد شد. در این مورد، استفاده از فرمول راحت است:

,

10. ثابت سرعت واکنش هیدرولیز ساکارز 2.31×10 - 3h - 1 است. محاسبه:

1) نیمه عمر واکنش؛

2) زمانی که در طی آن 20 درصد ساکارز تحت هیدرولیز قرار می گیرد.

3) چه بخشی از گلوکز بعد از 5 روز تحت هیدرولیز قرار می گیرد.

1. نیمه عمر:

2. پس از اینکه 20 درصد ساکارز تحت هیدرولیز قرار گرفت، نسبت C/C 0 0.8 خواهد بود. از این رو:

3. پس از 5 روز (120 ساعت)، نسبت C / C 0 خواهد بود:

در نتیجه، 24 درصد گلوکز تحت هیدرولیز قرار گرفت.

11. در جریان برخی از واکنش های مرتبه اول، 60 درصد از مقدار اولیه ماده در 30 دقیقه تبدیل می شود. مشخص کنید که بعد از 1 ساعت چه بخشی از ماده باقی می ماند.

1. پس از 30 دقیقه، مقدار ماده باقیمانده خواهد بود:

C 1 \u003d C 0 - 0.6 C 0 \u003d 0.4 × C 0.

یعنی نسبت C 0 / C 1 2.5 است.

2. ثابت سرعت واکنش را پیدا کنید:

3. مقدار ماده C 2 باقی مانده پس از 1 ساعت با فرمول تعیین می شود:

بدین ترتیب پس از 1 ساعت 16 درصد از ماده اولیه باقی می ماند.

سوالاتی برای خودکنترلی

1- سرعت یک واکنش شیمیایی به چه چیزی گفته می شود؟

2- سرعت واقعی یک واکنش همگن چه نامیده می شود؟

3-بعد سرعت یک واکنش همگن چقدر است؟

4- سرعت واکنش ناهمگن چه نامیده می شود؟

5-بعد سرعت یک واکنش ناهمگن چقدر است؟

6. عوامل موثر بر سرعت واکنش را فهرست کنید.

7. قانون عمل توده ای را تدوین کنید.

8. معنی فیزیکی ثابت سرعت واکنش چیست؟ ثابت سرعت یک واکنش به چه چیزی بستگی دارد و به چه چیزی بستگی ندارد؟

9- ترتیب واکنش به چه چیزی گفته می شود؟ مثال هایی از معادلات واکنش صفر، اول، دوم و سوم بزنید.

10. آیا بعد ثابت سرعت واکنش به ترتیب واکنش بستگی دارد؟

11. مولکولی بودن واکنش به چه چیزی گفته می شود؟

13. واکنش های ساده و پیچیده را تعریف کنید. یک طبقه بندی از واکنش های پیچیده ارائه دهید.

14. قانون van't Hoff را فرموله کنید. یک عبارت ریاضی برای قانون van't Hoff ارائه دهید.

15- سرعت واکنش چگونه به انرژی فعال سازی بستگی دارد؟ معادله آرنیوس را بنویسید.

16. مجتمع فعال چیست؟ چرا واکنش ها از طریق مراحل تشکیل کمپلکس های فعال پیش می روند؟

17. به چه چیزی کاتالیزور می گویند؟ کاتالیز همگن و ناهمگن. چرا واکنش ها در حضور کاتالیزورها سریعتر انجام می شود؟

18- کاتالیز آنزیمی چیست؟ معادله Michaelis-Menten را بنویسید.

انواع وظایف برای راه حل مستقل

گزینه شماره 1

1. واکنش بین مواد A و B با معادله 2A + B \u003d C بیان می شود و مرتبه دوم برای ماده A و درجه اول برای ماده B است. غلظت اولیه مواد عبارتند از: C 0 (A) \u003d 0.4 mol / l; C 0 (B) \u003d 0.8 مول در لیتر؛ k = 0.6. سرعت اولیه واکنش و سرعت را پس از مدتی که غلظت ماده A 0.2 مول در لیتر کاهش می یابد، بیابید.

2. دما را چند درجه باید افزایش داد تا سرعت واکنش 64 برابر شود؟ ضریب دمایی سرعت واکنش g 2 است.

الف) هنگامی که فشار در سیستم دو برابر می شود؟

ب) با 2 برابر افزایش حجم گازها؟

گزینه شماره 2

1. واکنش طبق رابطه A + B = C ادامه می یابد و در ماده A و در ماده B مرتبه اول را دارد. غلظت A از 2 به 8 mol/l و غلظت B از 3 به افزایش یافت. 9 مول در لیتر سرعت واکنش رو به جلو چقدر افزایش یافته است؟

2. در 150 0 C واکنش در 10 دقیقه به پایان می رسد. با گرفتن ضریب دمایی g برابر با 2، محاسبه کنید که واکنش چند دقیقه در دمای 170 درجه سانتیگراد به پایان می‌رسد.

3. سرعت واکنش با معادله بیان می شود: با افزایش 3 برابری غلظت مواد اولیه، سرعت واکنش چند بار تغییر خواهد کرد؟

گزینه شماره 3

1. واکنش با معادله بیان می شود: A + B \u003d C و دارای مرتبه اول در ماده A و ماده B است. در غلظت های اولیه C 0 (A) \u003d 3 mol / L و C 0 (B) \ u003d 5 mol/l، سرعت واکنش مستقیم برابر با 0.3 mol/l×s است. ثابت سرعت و سرعت واکنش را بعد از مدتی که غلظت A 2 مول در لیتر کاهش می یابد، تعیین کنید.

2. سرعت یک واکنش شیمیایی با افزایش دما از 10 به 0 0 C چند برابر افزایش می یابد، اگر ضریب دمایی سرعت g 2 باشد؟

3. سرعت واکنش A (tv) + 2B (گاز) = C (tv) با معادله بیان می شود: اگر غلظت B دو برابر شود سرعت واکنش چگونه تغییر می کند؟

گزینه شماره 4

1. واکنش مطابق با معادله: 2A + B = 2C ادامه می یابد و مرتبه دوم برای ماده A و اولین مرتبه برای ماده B است. سرعت واکنش مستقیم را در لحظه ای که 40٪ از ماده B واکنش می دهد در صورت اولیه محاسبه کنید. غلظت ها عبارتند از: C 0 (A) = 8 mol/l. C 0 (B) = 4 mol/l. k = 0.4.

2. برخی از واکنش ها در 100 0 C در 5 دقیقه پایان می یابد. اگر ضریب دمایی سرعت g 3 باشد چقدر طول می کشد تا در 80 0 C به پایان برسد؟

3. سرعت واکنش 3A + B = C با معادله بیان می شود: سرعت واکنش مستقیم چند بار تغییر خواهد کرد؟

الف) وقتی غلظت ماده A دو برابر شود؟

ب) با کاهش همزمان غلظت مواد اولیه به میزان 2 برابر؟

گزینه شماره 5

1. سرعت یک واکنش خاص با افزایش دما از 40 به 70 0 C 8 برابر افزایش یافت. مقدار g را تعیین کنید.

2. واکنش طبق معادله ادامه می یابد: A + 3B \u003d 2C و مرتبه اول برای ماده A و مرتبه دوم برای ماده B است. غلظت اولیه مواد عبارتند از: C 0 (A) \u003d 2 mol / l. C 0 (B) = 6 mol/l. k = 1. سرعت اولیه واکنش رو به جلو و سرعت را در لحظه ای که غلظت ماده A به میزان 1 mol/l کاهش یافته است محاسبه کنید. سرعت یک واکنش شیمیایی چگونه تغییر خواهد کرد؟

3. سرعت واکنش های مستقیم و معکوس که در فاز گاز رخ می دهد و از معادلات پیروی می کند چگونه تغییر می کند:

گزینه شماره 6

1. در یک ظرف بسته مخلوطی از گازها، متشکل از 1 mol A و 3 mol B وجود دارد که مطابق معادله A + 3B = 2C واکنش نشان می دهد. سرعت واکنش مستقیم با معادله توصیف می شود سرعت واکنش مستقیم پس از واکنش 0.5 مول A چند برابر کاهش می یابد؟

2. درجه حرارت را چند درجه باید افزایش داد تا اگر ضریب دمایی سرعت g 3 باشد سرعت واکنش 9 برابر افزایش یابد؟

3. سرعت واکنش مستقیم فاز گاز چگونه تغییر خواهد کرد: 2A = B که ترتیب آن 0.5 تخمین زده می شود، با کاهش همدما در فشار در سیستم به میزان 3 برابر؟

گزینه شماره 7

1. واکنش بین مواد A و B طبق معادله ادامه می یابد: A + 2B \u003d C و دارای مرتبه اول در ماده A و در ماده B است. غلظت اولیه مواد واکنش دهنده عبارت بودند از: C 0 (A) \u003d 1.5 مول در لیتر؛ C 0 (B) = 3 mol/l. k = 0.4. سرعت یک واکنش شیمیایی را در لحظه اولیه و پس از مدتی که 75% A واکنش داده است محاسبه کنید.

2. اگر با افزایش دما به میزان 30 درجه سانتیگراد، سرعت واکنش 27 برابر افزایش یابد، ضریب دمایی سرعت g چقدر است؟

3. سرعت واکنش های مستقیم و معکوس که در فاز گاز رخ می دهد و از معادلات پیروی می کند چگونه تغییر می کند:

با افزایش همدما فشار 2 برابر؟

گزینه شماره 8

1. در محلول 1 لیتری حاوی 1 مول ماده A و 2 مول ماده B ، واکنش ادامه می یابد: A + 3B \u003d 2C + D. واکنش مستقیم در ماده A مرتبه اول و در ماده B مرتبه دوم دارد. سرعت واکنش کاهش مستقیم بعد از 0.65 مول از ماده A چند برابر خواهد شد؟

2. زمانی که دما از 5- به 0+5 درجه سانتی گراد می رسد، سرعت هیدرولیز باکتری (فرایند آنزیمی) 4 برابر افزایش می یابد. مقدار ضریب دمایی سرعت واکنش g را بیابید.

3. غلظت ماده A را چند بار باید در سیستم 2A (گاز) \u003d B (گاز) + C (جامد) افزایش داد تا سرعت واکنش مستقیم که یک واکنش درجه دوم است افزایش یابد. 4 دفعه؟

گزینه شماره 9

1. واکنش طبق معادله پیش می رود: 2A + B = 2C و مرتبه دوم برای ماده A و درجه اول برای ماده B است. سرعت واکنش مستقیم 8 mol/l×s است. ثابت سرعت و سرعت واکنش مستقیم را در لحظه ای که 30٪ ماده B واکنش می دهد محاسبه کنید اگر غلظت های اولیه عبارتند از: C 0 (A) = 2 mol/l. C 0 (B) \u003d 1 mol / l. سرعت یک واکنش شیمیایی چگونه تغییر خواهد کرد؟

2. با افزایش دما از 10 تا 50 درجه سانتیگراد، سرعت واکنش 16 برابر افزایش یافت. ضریب دمایی سرعت g را تعیین کنید.

3. واکنش طبق معادله A + B = C + D + E پیش می رود و برای ماده A مرتبه اول و برای ماده B صفر است. سرعت واکنش مستقیم پس از رقیق شدن مخلوط واکنش دهنده به 3 برابر چگونه تغییر می کند. ?

گزینه شماره 10

1. واکنش طبق معادله ادامه می یابد: A + 2B \u003d AB 2 و مرتبه اول در ماده A و مرتبه دوم در ماده B است. ثابت سرعت واکنش 0.01 است. سرعت واکنش را در غلظت های اولیه محاسبه کنید: C 0 (A) = 0.8 mol/l. C 0 (B) \u003d 0.8 مول در لیتر و سرعت واکنش در زمان تشکیل 0.2 مول در لیتر از ماده AB 2.

2. سرعت یک واکنش شیمیایی با افزایش دما از 30 به 60 درجه سانتیگراد چند برابر افزایش می یابد، اگر ضریب دمایی سرعت g 3 باشد؟

3. نیمه عمر دارو از بدن بیمار (واکنش درجه اول) 6 ساعت است. مدت زمانی را تعیین کنید که محتوای دارو در بدن انسان 8 برابر کاهش می یابد.

گزینه شماره 11

1. واکنش طبق معادله ادامه می یابد: A + B \u003d 2C و مرتبه اول را در ماده A و ماده B دارد. غلظت اولیه مواد عبارتند از: C 0 (A) \u003d 0.3 mol / l. C 0 (B) \u003d 0.5 مول در لیتر؛ k = 0.1. سرعت واکنش اولیه و سرعت واکنش را پس از مدتی، زمانی که غلظت A 0.1 مول در لیتر کاهش می‌یابد، بیابید.

2. در 100 0 C، برخی از واکنش ها در 16 دقیقه پایان می یابد. با در نظر گرفتن ضریب دمایی سرعت g برابر با 2، محاسبه کنید که همان واکنش در 140 0 C در چند دقیقه به پایان می‌رسد؟

3. نیمه عمر دارو از بدن بیمار (واکنش درجه اول) 2 ساعت است. مدت زمانی را مشخص کنید که در طی آن 99 درصد دارو از بدن خارج می شود.

گزینه شماره 12

1. واکنش طبق معادله ادامه می یابد: A + 2B \u003d C و مرتبه اول برای ماده A و مرتبه دوم برای ماده B است. غلظت اولیه مواد عبارتند از: C 0 (A) \u003d 0.9 mol / l. C 0 (B) \u003d 1.5 مول در لیتر؛ k = 0.6. سرعت اولیه واکنش و سرعت را بعد از مدتی که 50 درصد ماده A مصرف شده است، بیابید.

2. ضریب دمایی سرعت واکنش شیمیایی g چقدر است , اگر با افزایش دما 30 درجه سانتیگراد، سرعت 27 برابر افزایش یابد؟

3. نیمه عمر برخی از واکنش های مرتبه اول 30 دقیقه است. محاسبه کنید که بعد از 1 ساعت چه بخشی از مقدار اولیه باقی می ماند.

گزینه شماره 13

1. واکنش طبق معادله 2A + B = 2C ادامه می یابد و مرتبه دوم برای ماده A و مرتبه اول برای ماده B است. ثابت سرعت واکنش 5 × 10 - 2 است. سرعت واکنش را در غلظت های اولیه C 0 (A) = 0.4 mol/l محاسبه کنید. C 0 (B) \u003d 0.9 مول در لیتر و سرعت واکنش تا زمان تشکیل 0.1 مول ماده C.

2. در دمای 10 0 C، واکنش در 80 دقیقه ادامه می یابد. اگر ضریب دمایی سرعت g برابر با 2 باشد واکنش در 20 دقیقه در چه دمایی کامل می شود؟

3. در جریان مطالعات آزمایشگاهی مشخص شد که در طول روز غلظت دارو در بدن بیمار از 0.1 mol/l به 0.02 mol/l کاهش یافته است. با فرض اینکه این واکنش درجه اول است، نیمه عمر دارو را محاسبه کنید.

گزینه شماره 14

1. در یک ظرف بسته با حجم 1 لیتر مخلوطی از گازها، متشکل از 1 مول گاز A و 3 مول گاز B وجود دارد که مطابق معادله A + 3B = 2C واکنش نشان می دهد. واکنش مستقیم در ماده A مرتبه اول و در ماده B مرتبه دوم را دارد. سرعت واکنش مستقیم پس از واکنش 0.5 مول از گاز A چگونه تغییر می کند؟

2. با افزایش دمای سیستم از 10 تا 50 درجه سانتیگراد، سرعت واکنش شیمیایی 16 برابر افزایش یافت. ضریب دمایی سرعت واکنش g را تعیین کنید .

3. در طی حادثه نیروگاه هسته ای چرنوبیل (1986) رادیونوکلئید Cs-137 منتشر شد که نیمه عمر آن 30 سال است. محاسبه کنید که در حال حاضر چه بخشی از رادیونوکلئید وارد بدن شده است.

گزینه شماره 15

1. واکنش طبق معادله پیش می رود: A + B \u003d C در ماده A و در ماده B مرتبه اول را دارد. در غلظت اولیه مواد C 0 (A) \u003d 0.6 mol / l. C 0 (B) = 0.8 mol/l، سرعت واکنش 0.03 mol/l×s است. ثابت سرعت و سرعت واکنش را پس از مدتی که غلظت ماده A 0.3 مول در لیتر کاهش می یابد، تعیین کنید.

2. سرعت واکنش در 0 0 C 1 mol/l×s است. اگر ضریب دمایی سرعت واکنش 3 باشد، سرعت این واکنش را در دمای 30 درجه سانتیگراد محاسبه کنید.

3. ثابت سرعت هیدرولیز آفت کش در دمای 25 درجه سانتیگراد 0.32 s - 1 است. غلظت اولیه آفت کش در نمونه 2.5 mol/L بود. مدت زمانی که طول می کشد تا غلظت آفت کش به 0.01 مول در لیتر کاهش یابد را محاسبه کنید.

گزینه شماره 16

1. واکنش تجزیه طبق معادله انجام می شود: 2A \u003d 2B + C و مرتبه دوم در ماده A دارد. ثابت سرعت این واکنش در 200 0 C 0.05 است. غلظت اولیه С(A) = 2 mol/l. سرعت واکنش را در دمای مشخص شده در لحظه اولیه و در لحظه ای که 80٪ ماده A تجزیه شده است، تعیین کنید.

2. سرعت واکنش مستقیم چگونه تغییر خواهد کرد: 2A (tv) + 3B (گاز) \u003d 2C (tv) که مرتبه صفر برای ماده A و سوم برای ماده B است، اگر فشار در سیستم باشد 3 برابر افزایش یافته است؟

3. در جریان برخی از واکنش های مرتبه اول، 20 درصد از مقدار اولیه ماده در 45 دقیقه تغییر شکل می دهد. تعیین کنید که بعد از 1.5 ساعت چه بخشی از ماده باقی می ماند.

گزینه شماره 17

1. برهمکنش گازها طبق معادله انجام می شود: A + 2B \u003d 2C و از نظر ماده A مرتبه اول و از نظر ماده B مرتبه دوم را دارد. غلظت اولیه گازها عبارتند از: C 0 (A) \ u003d 2 mol / l; C 0 (B) = 4 mol/l. k = 0.02. سرعت واکنش مستقیم را در لحظه اولیه و پس از مدتی که 50 درصد ماده A واکنش داده است محاسبه کنید.

2. در 20 0 C، واکنش در 2 دقیقه ادامه می یابد. اگر g = 2 باشد، همان واکنش در 0 0 C چقدر طول می کشد؟

3. اسید فرمیک در سطح طلا به مونوکسید کربن (IV) و هیدروژن تجزیه می شود. ثابت سرعت این واکنش در 140 درجه سانتیگراد 5.5×10 - 4 min -1 است و در 185 0 C 9.2 × 10 - 3 min -1 است. انرژی فعال سازی این واکنش را تعیین کنید.

گزینه شماره 18

1. واکنش طبق معادله پیش می رود: 2A + B = 2C و در ماده A و ماده B مرتبه اول را دارد. سرعت واکنش 0.5 mol/l×s است. غلظت اولیه مواد برابر است: С(A) = 6 mol/l. C(B) = 3 mol/l. ثابت سرعت این واکنش و سرعت واکنش را بعد از مدتی که غلظت ماده B 1 مول در لیتر کاهش می یابد، تعیین کنید.

2. در 20 0 C، واکنش در 2 دقیقه ادامه می یابد. اگر g = 2 باشد، همان واکنش در دمای 50 درجه سانتیگراد چقدر طول می کشد؟

3. ثابت سرعت واکنش وارونگی قند نیشکر در 25 0 C 9.67×10 - 3 min - 1 است و در 40 0 ​​C 73.4 × 10 - 3 min -1 است. انرژی فعال سازی این واکنش را در محدوده دمایی مشخص شده تعیین کنید.

سوالات و وظایف را کنترل کنید

1. سرعت واکنش های شیمیایی، تفاوت بین سرعت متوسط ​​و سرعت آنی.

2. بیان ریاضی قانون عمل جرم برای واکنش های شیمیایی را بنویسید:

2A + B = A 2 B

4Fe + 3O 2 \u003d 2Fe 2 O 3

3. وابستگی سرعت یک واکنش شیمیایی به ماهیت واکنش دهنده ها، به دما. قانون وانت هاف، معادله آرنیوس. کاتالیز همگن و ناهمگن. مثال ها. مکانیسم عمل کاتالیزور انرژی فعال شدن یک واکنش شیمیایی.

4. ثابت سرعت واکنش A + 2B \u003d AB 2 2 10 -3 L / (mol s) است. سرعت آن را در لحظه اولیه C A = C B = 0.4 mol/l و پس از مدتی محاسبه کنید. در این زمان، غلظت ماده AB 2 0.1 مول در لیتر بود.

5. احتراق متان در اکسیژن اگر غلظت اکسیژن 5 برابر شود؟

6. واکنش شیمیایی طبق معادله A + B \u003d C ادامه می یابد. در لحظه اولیه زمان، C A \u003d 2.7 mol / L، C B \u003d 2.5 mol / l. پس از 0.5 ساعت، غلظت ماده A کاهش یافت و برابر با C A \u003d 2.5 مول در لیتر شد. غلظت مواد B و C تا این لحظه و میانگین سرعت در بازه زمانی مشخص شده را محاسبه کنید.

7. فشار را چند بار باید افزایش داد تا سرعت واکنش شیمیایی 2NO 2 + O 2 = 2NO 2 1000 برابر شود؟

8. سرعت یک واکنش شیمیایی با کاهش دما از 70 به 30 درجه سانتیگراد چند بار تغییر می کند، اگر ضریب دما 3 باشد.

9. دما را چند درجه باید افزایش داد تا سرعت یک واکنش شیمیایی 81 برابر شود؟ ضریب دمایی سرعت واکنش 3 است؟

10. ضریب دمایی یک واکنش شیمیایی خاص را در صورتی محاسبه کنید که با افزایش دما از 10 به 50 0 C، سرعت یک واکنش شیمیایی 16 برابر افزایش یابد.

نمونه هایی از تکمیل وظایف

مثال 1یک عبارت ریاضی برای قانون عمل جرم برای واکنش های شیمیایی زیر بنویسید:

پاسخ.برای واکنش (1)، سرعت فقط به غلظت SO2 بستگی دارد، برای واکنش (2)، فقط به غلظت H2 بستگی دارد.

مثال 2سرعت یک واکنش شیمیایی چگونه تغییر خواهد کرد؟

4Al (c) + 3O 2 (g) \u003d 2Al 2 O 3 (c)،

اگر غلظت اکسیژن 3 برابر افزایش یابد؟

راه حل

1. عبارت وابستگی سرعت یک واکنش شیمیایی به غلظت واکنش دهنده ها را می نویسیم: V 1 = k 3.

2. با افزایش 3 برابری غلظت اکسیژن، سرعت واکنش شیمیایی نیز افزایش می یابد: V 2 \u003d k 3.

V 2 / V 1 = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 27

پاسخ.با 3 برابر افزایش غلظت اکسیژن، سرعت واکنش شیمیایی 27 برابر افزایش می یابد.

مثال 3سرعت یک واکنش شیمیایی چگونه تغییر خواهد کرد؟

2Al (c) + 3Cl 2 (g) \u003d 2AlCl 3 (c)

وقتی فشار دو برابر می شود؟

راه حل.

1. عبارت وابستگی سرعت یک واکنش شیمیایی به غلظت واکنش دهنده ها را می نویسیم: V 1 = k 3.

2. وقتی فشار دو برابر می شود، غلظت کلر نیز دو برابر می شود. بنابراین، V 2 = k 3 .

3. تغییر در سرعت یک واکنش شیمیایی است

V 2 / V 1 = ¾¾¾¾¾¾¾¾ = 8

پاسخ.با افزایش 2 برابری فشار، سرعت این واکنش شیمیایی 8 برابر افزایش می یابد.

مثال 4ضریب دمایی سرعت یک واکنش شیمیایی 2.5 است. سرعت آن چگونه تغییر می کند الف) با افزایش دمای مخلوط واکنش از 60 به 100 درجه سانتیگراد. ب) هنگامی که دما از 50 به 30 درجه سانتیگراد کاهش می یابد.

راه حل

1. وابستگی سرعت یک واکنش شیمیایی به دما توسط قانون van't Hoff تعیین می شود. بیان ریاضی آن:

V 2 = V 1 γ (t2 - t1) / 10 .

بنابراین، الف) V 2 / V 1 \u003d 2.5 (100-60) / 10 \u003d 2.5 4 \u003d 39.06؛

ب) V 2 / V 1 \u003d 2.5 (30-50) / 10 \u003d 2.5 -2 \u003d 1 / 6.25 \u003d 0.16.

پاسخ.با افزایش دمای 40 درجه، سرعت این واکنش 39.06 برابر افزایش می یابد، با کاهش دما به میزان 20 درجه، سرعت یک واکنش شیمیایی 6.25 برابر کاهش می یابد و تنها 0.16 سرعت یک واکنش شیمیایی است. دمای 50 درجه سانتیگراد

موضوع. تعادل شیمیایی

سوالات و وظایف را کنترل کنید

1. واکنش های شیمیایی برگشت پذیر و غیر قابل برگشت. مثال بزن. علائم اصلی برگشت ناپذیری واکنش ها. تعادل شیمیایی کاذب

2. قانون عمل جرم برای واکنش های شیمیایی برگشت پذیر. معنای فیزیکی ثابت تعادل شیمیایی.

3. عبارت ثابت تعادل شیمیایی واکنش های شیمیایی زیر را بنویسید:

3Fe(c) + 4H 2 O (g) Fe 3 O 4 (c) + 4H 2 (g)

CaO (c) + CO 2 (g) CaCO 3 (c)

Ca(c) + C(c) +3/2O 2 (g) CaCO 3 (c)

4. اصل Le Chatelier. مثال بزن.

5. چگونه افزایش فشار بر تغییر تعادل شیمیایی در واکنش های زیر تأثیر می گذارد:

H 2 (g) + J 2 (g) 2HJ (g)

CO(g) + Cl 2 (g) COCl 2 (g)

2NO(g) + O 2 (g) 2NO 2 (g)

C(c) + CO 2 (g) 2CO(g)

6. در جهت یک واکنش مستقیم یا معکوس، با کاهش دما، تعادل شیمیایی در واکنش‌های زیر تغییر می‌کند:

2H 2 S (g) + 3O 2 (g) 2SO 2 (g) + 2H 2 O (g) DH< 0

2N 2 (g) + O 2 (g) 2N 2 O(g) DH > 0

2SO 2 (g) + O 2 (g) 2SO 3 (g) + 192.74 کیلوژول

N 2 O 4 (g) 2NO 2 (g) - 54.47 کیلوژول

7. با عمل چه عواملی می توان تعادل شیمیایی را به سمت واکنش مستقیم تغییر داد:

C (c) + H 2 O (g) CO (g) + H 2 (g) - 129.89 کیلوژول

N 2 (g) + 3H 2 (g) 2NH 3 (g) DH< 0

8. تعادل شیمیایی در واکنش 2SO 2 (g) + O 2 (g) \u003d 2SO 3 (g) در غلظت های زیر از واکنش دهنده ها برقرار شد: \u003d 0.2 mol / L، \u003d 0.05 mol / L، \u003d 0.09 مول در لیتر. اگر حجم مخلوط گاز 3 برابر کاهش یابد، سرعت واکنش رو به جلو، سرعت واکنش معکوس، چگونه تغییر خواهد کرد؟

9. غلظت تعادل هیدروژن و کلر را در یک واکنش شیمیایی محاسبه کنید: H 2 (g) + Cl 2 (g) \u003d 2HCl (g) ، اگر غلظت اولیه C (H 2) \u003d 0.5 mol / l باشد. C (Cl2) = 1.5 mol/l، و غلظت تعادلی هیدروژن کلرید = 0.8 mol/l. ثابت تعادل شیمیایی را محاسبه کنید.

10. در دمای معین، ترکیب مخلوط تعادلی به شرح زیر است: متر (CO) \u003d 11.2 گرم، متر (Cl 2) \u003d 14.2 گرم، متر (COCl 2) و 19.8 گرم، حجم آن 10 است. لیتر ثابت تعادل واکنش شیمیایی CO(g) + Cl 2 (g) COCl 2 (g) را محاسبه کنید.

نمونه هایی از تکمیل وظایف

مثال 1یک عبارت ریاضی برای ثابت تعادل شیمیایی واکنش Ca 3 N 2 (c) + 6H 2 O (g) \u003d 3Ca (OH) 2 (c) + 2NH 3 (g) بنویسید.

راه حل.عبارت ریاضی ثابت تعادل شیمیایی (قانون عمل جرم برای واکنش های برگشت پذیر) مشارکت مواد در فاز جامد و مایع را در نظر نمی گیرد. از این رو،

پاسخ.ثابت تعادل با نسبت غلظت تعادل آمونیاک و آب در فاز گاز تعیین می شود.

مثال 2برای واکنش CoO (c) + CO (g) \u003d Co (c) + CO 2 (g)، ثابت تعادل شیمیایی را محاسبه کنید، اگر تا زمان تعادل 80٪ CO واکنش نشان داده باشد، غلظت اولیه CO 1.88 است. mol / l.

راه حل

1. بیان ریاضی برای ثابت تعادل شیمیایی Kc = /.

2. غلظت تعادل CO و CO 2 . غلظت تعادل CO کمتر از مقدار اولیه خواهد بود (بخشی از ماده - 80٪ - وارد یک واکنش شیمیایی شده است:

[CO] = C (CO) اشاره. - C (CO) پیش روید. \u003d 1.88 - (1.88 80) / 100 \u003d

0.376 مول در لیتر.

غلظت تعادل CO 2 عبارت است از:

[CO 2 ] \u003d C (CO) proreact. \u003d (1.88 80) / 100 \u003d 1.504 mol/l.

3. در بیان ریاضی ثابت تعادل شیمیایی، مقادیر غلظت تعادل CO و CO 2 را جایگزین می کنیم:

Kc \u003d 1.504 / 0.376 \u003d 4.

پاسخ.ثابت تعادل شیمیایی این واکنش 4 است. که نشان می دهد در این نقطه از زمان سرعت واکنش رو به جلو 4 برابر بیشتر از سرعت واکنش معکوس است.

مثال 3تعادل شیمیایی واکنش 2NiO (c) + CO 2 (g) + H 2 O (g) \u003d (NiOH) 2 CO 3 (c) DH o در کدام جهت جابه جا می شود< 0

الف) با افزایش فشار، ب) با افزایش دما؟ پیشنهاد تغییر بهینه در پارامترهای ترمودینامیکی T و P برای افزایش بازده محصول واکنش.

راه حل

1. مطابق با اصل Le Chatelier، افزایش فشار، تعادل یک واکنش شیمیایی را در جهتی تغییر می دهد که با کاهش حجم سیستم واکنش همراه است. با افزایش فشار، تعادل این واکنش به سمت راست تغییر می کند (سرعت واکنش رو به جلو بیشتر از عکس معکوس است).

2. مطابق با اصل Le Chatelier، افزایش دما تعادل شیمیایی را به سمت یک واکنش گرماگیر تغییر می دهد. بنابراین، با افزایش دما، تعادل این واکنش به سمت چپ تغییر می کند (سرعت واکنش معکوس بیشتر از واکنش رو به جلو است).

3. برای افزایش بازده محصول واکنش شیمیایی حاصل از تشکیل هیدروکسی کربنات نیکل (II)، فشار را افزایش و دما را کاهش دهید.

مثال 4یک عبارت برای ثابت تعادل شیمیایی واکنش بنویسید:

MgO (c) + H 2 (g) \u003d Mg (c) + H 2 O (g).

آیا افزایش فشار بر تغییر تعادل شیمیایی تأثیر می گذارد؟

راه حل.برای واکنش های ناهمگن در بیان نرخ.

1. مفاهیم اساسی و فرضیات سینتیک شیمیایی

سینتیک شیمیایی شاخه ای از شیمی فیزیک است که سرعت واکنش های شیمیایی را مطالعه می کند. وظایف اصلی سینتیک شیمیایی عبارتند از: 1) محاسبه سرعت واکنش و تعیین منحنی های جنبشی، یعنی. وابستگی غلظت واکنش دهنده ها به زمان ( وظیفه مستقیم) 2) تعیین مکانیسم های واکنش از منحنی های جنبشی ( مشکل معکوس).

سرعت یک واکنش شیمیایی تغییر در غلظت واکنش دهنده ها در واحد زمان را توصیف می کند. برای واکنش

آ A+ ب B+... د D+ ه E+...

سرعت واکنش به صورت زیر تعریف می شود:

که در آن براکت‌های مربع غلظت یک ماده را نشان می‌دهند (معمولاً بر حسب mol/l اندازه‌گیری می‌شوند)، تی- زمان؛ آ, ب, د, ه- ضرایب استوکیومتری در معادله واکنش.

سرعت واکنش به ماهیت واکنش دهنده ها، غلظت، دما و وجود کاتالیزور بستگی دارد. وابستگی سرعت واکنش به غلظت با فرض اصلی سینتیک شیمیایی توصیف می شود - قانون توده های کنشگر:

سرعت یک واکنش شیمیایی در هر نقطه از زمان متناسب با غلظت فعلی واکنش دهنده ها است که به برخی توان ها افزایش یافته است:

,

جایی که ک- ثابت سرعت (مستقل از غلظت). ایکس, y- برخی از اعدادی که نامیده می شوند ترتیب واکنش توسط مواد A و B به ترتیب. این اعداد عموما ربطی به ضرایب ندارند آو بدر معادله واکنش مجموع توان ایکس+ yتماس گرفت ترتیب واکنش عمومی. ترتیب واکنش می تواند مثبت یا منفی، صحیح یا کسری باشد.

بیشتر واکنش های شیمیایی شامل چندین مرحله است که به آنها می گویند واکنش های ابتدایی. یک واکنش ابتدایی معمولاً به عنوان یک عمل منفرد تشکیل یا شکاف یک پیوند شیمیایی درک می شود که از طریق تشکیل یک مجتمع انتقالی انجام می شود. تعداد ذرات درگیر در یک واکنش اولیه نامیده می شود مولکولی بودنواکنش ها تنها سه نوع واکنش اولیه وجود دارد: تک مولکولی (A B + ...)، دو مولکولی (A + B D + ...) و سه مولکولی (2A + B D + ...). برای واکنش های ابتدایی، ترتیب کلی برابر با مولکولی است و ترتیبات از نظر مواد برابر با ضرایب در معادله واکنش است.

مثال ها

مثال 1-1.سرعت تشکیل NO در واکنش 2NOBr (g) 2NO (g) + Br 2 (g) 1.6 است. 10 -4 mol/(l.s). سرعت واکنش و میزان مصرف NOBr چقدر است؟

راه حل. طبق تعریف، سرعت یک واکنش عبارت است از:

خال / (l. s).

از همین تعریف برمی آید که میزان مصرف NOBr برابر است با میزان تشکیل NO با علامت مخالف:

mol / (l. s).

مثال 1-2.در واکنش مرتبه 2 A + B D، غلظت اولیه مواد A و B به ترتیب 2.0 mol/l و 3.0 mol/l است. سرعت واکنش 1.2 است. 10-3 mol/(l.s) در [A] = 1.5 mol/l. ثابت سرعت و سرعت واکنش را در [B] = 1.5 mol/l محاسبه کنید.

راه حل. طبق قانون عمل جرم، در هر زمان معین، سرعت واکنش برابر است با:

.

در لحظه ای که [A] = 1.5 mol/l، 0.5 mol/l از مواد A و B واکنش داده اند، بنابراین [B] = 3 – 0.5 = 2.5 mol/l. ثابت نرخ است:

L/(mol.s).

در زمانی که [B] = 1.5 mol/l، 1.5 mol/l از مواد A و B واکنش نشان دادند، بنابراین [A] = 2 – 1.5 = 0.5 mol/l. سرعت واکنش:

خال / (l. s).

وظایف

1-1. سرعت واکنش سنتز آمونیاک 1/2 N 2 + 3/2 H 2 \u003d NH 3 چگونه از طریق غلظت نیتروژن و هیدروژن بیان می شود؟ (پاسخ)

1-2. اگر معادله واکنش به صورت N 2 + 3H 2 \u003d 2NH 3 نوشته شود، سرعت واکنش سنتز آمونیاک 1/2 N 2 + 3/2 H 2 \u003d NH 3 چگونه تغییر می کند؟ (پاسخ)

1-3. ترتیب واکنش های اولیه چگونه است: الف) Cl + H 2 = HCl + H; ب) 2NO + Cl 2 = 2NOCl؟ (پاسخ)

1-4. کدام یک از مقادیر زیر می تواند a) منفی باشد. ب) مقادیر کسری: سرعت واکنش، ترتیب واکنش، مولکولی بودن واکنش، ثابت سرعت، ضریب استوکیومتری؟ (پاسخ)

1-5. آیا سرعت یک واکنش به غلظت محصولات واکنش بستگی دارد؟ (پاسخ)

1-6. سرعت واکنش اولیه فاز گاز A = 2D با 3 برابر افزایش فشار چند برابر افزایش می یابد؟ (پاسخ)

1-7. اگر ثابت سرعت بعد l 2 / (mol 2. s) باشد ترتیب واکنش را تعیین کنید. (پاسخ)

1-8. ثابت سرعت واکنش گازی مرتبه دوم در دمای 25 درجه سانتیگراد 103 لیتر در (mol.s) است. اگر معادله جنبشی بر حسب فشار در اتمسفر بیان شود، این ثابت برابر با چه مقدار است؟ (پاسخ)

1-9. برای واکنش فاز گاز nمرتبه nA B سرعت تشکیل B را بر حسب فشار کل بیان می کند. (پاسخ)

1-10. ثابت سرعت واکنش های رو به جلو و معکوس 2.2 و 3.8 L / (mol s) است. با کدام یک از مکانیسم های زیر می توان این واکنش ها را ادامه داد: الف) A + B = D. ب) A + B = 2D; ج) A = B + D; د) 2A = B. (پاسخ)

1-11. واکنش تجزیه 2HI H 2 + I 2 دارای مرتبه دوم با ثابت سرعت است ک= 5.95. 10 -6 لیتر / (مول بر ثانیه). سرعت واکنش را در فشار 1 اتمسفر و دمای 600 کلوین محاسبه کنید (پاسخ)

1-12. سرعت واکنش مرتبه 2 A + B D 2.7 است. 10-7 mol/(l.s) در غلظت مواد A و B به ترتیب 3.0. 10 -3 mol/l و 2.0 mol/l. ثابت سرعت را محاسبه کنید (پاسخ)

1-13. در واکنش مرتبه 2 A + B 2D، غلظت اولیه مواد A و B هر کدام 1.5 مول در لیتر است. سرعت واکنش 2.0 است. 10 -4 mol/(l.s) در [A] = 1.0 mol/l. ثابت سرعت و سرعت واکنش را در [B] = 0.2 mol/L محاسبه کنید. (پاسخ)

1-14. در واکنش مرتبه 2 A + B 2D، غلظت اولیه مواد A و B به ترتیب 0.5 و 2.5 mol/L است. سرعت واکنش در [A] = 0.1 mol/l چند برابر کمتر از سرعت اولیه است؟ (پاسخ)

1-15. سرعت واکنش فاز گاز با این معادله توصیف می شود w = ک. [A] 2. [B]. در چه نسبتی بین غلظت A و B، سرعت واکنش اولیه در فشار کل ثابت حداکثر خواهد بود؟ (پاسخ)

2. سینتیک واکنش های ساده

در این بخش، بر اساس قانون عمل جرم، معادلات جنبشی واکنش های برگشت ناپذیر با مرتبه صحیح را تشکیل و حل می کنیم.

واکنش های مرتبه 0.سرعت این واکنش ها به غلظت بستگی ندارد:

,

که در آن [A] غلظت ماده اولیه است. مرتبه صفر در واکنش های ناهمگن و فتوشیمیایی رخ می دهد.

واکنش های مرتبه اولدر واکنش های نوع A B، سرعت نسبت مستقیمی با غلظت دارد:

.

هنگام حل معادلات جنبشی، اغلب از نماد زیر استفاده می شود: غلظت اولیه [A] 0 = آ، غلظت جریان [A] = آ - ایکس(تی)، جایی که ایکس(تی) غلظت ماده واکنش داده شده A است. در این نمادها، معادله جنبشی واکنش مرتبه 1 و محلول آن به شکل زیر است:

حل معادله جنبشی نیز به شکل دیگری نوشته شده است که برای تجزیه و تحلیل ترتیب واکنش مناسب است:

.

زمانی که نیمی از ماده A طول می کشد تا تجزیه شود، نیمه عمر t 1/2 نامیده می شود. با معادله تعریف می شود ایکس(t 1/2) = آ/2 و برابر است

واکنش های مرتبه دومدر واکنش های نوع A + B D + ... سرعت با حاصلضرب غلظت ها نسبت مستقیم دارد:

.

غلظت اولیه مواد: [A] 0 = آ، [B] 0 = ب; غلظت فعلی: [A] = آ- ایکس(تی)، [B] = ب - ایکس(تی).

هنگام حل این معادله، دو حالت متمایز می شود.

1) همان غلظت اولیه مواد A و B: آ = ب. معادله جنبشی به شکل زیر است:

.

جواب این معادله به اشکال مختلف نوشته می شود:

نیمه عمر مواد A و B یکسان و برابر است با:

2) غلظت اولیه مواد A و B متفاوت است: آ ب. معادله جنبشی به شکل زیر است:
.

جواب این معادله را می توان به صورت زیر نوشت:

نیمه عمر مواد A و B متفاوت است: .

واکنش های مرتبه n n A D + ... معادله جنبشی به شکل زیر است:

.

حل معادله جنبشی:

. (2.1)

نیمه عمر ماده A نسبت معکوس با ( n-1)-امین درجه غلظت اولیه:

. (2.2)

مثال 2-1.نیمه عمر ایزوتوپ رادیواکتیو 14 C 5730 سال است. در حفاری های باستان شناسی، درختی پیدا شد که دمای آن 14 درجه سانتیگراد است که 72 درصد طبیعی است. سن درخت چند است؟
راه حل.واپاشی رادیواکتیو یک واکنش درجه یک است. ثابت نرخ است:

طول عمر یک درخت را می توان از حل معادله جنبشی با در نظر گرفتن این واقعیت که [A] = 0.72 پیدا کرد. [A]0:

مثال 2-2.مشخص شده است که واکنش مرتبه 2 (یک معرف) در 92 دقیقه در غلظت اولیه معرف 0.24 M 75٪ کامل می شود. چقدر طول می کشد تا غلظت معرف در شرایط مشابه به 0.16 M برسد؟
راه حل.برای یک واکنش مرتبه دوم با یک معرف دو برابر حل معادله جنبشی می نویسیم:

,

جایی که طبق قرارداد آ= 0.24 میلیون، تی 1 = 92 دقیقه، ایکس 1 = 0.75. 0.24=0.18M، ایکس 2 = 0.24 - 0.16 = 0.08 M. بیایید یک معادله را بر دیگری تقسیم کنیم:

مثال 2-3.برای یک واکنش ابتدایی n A B نیمه عمر A تا t 1/2 و زمان فروپاشی A را 75٪ - تا t 3/4 نشان می دهد. ثابت کنید که نسبت t 3/4 / t 1/2 به غلظت اولیه بستگی ندارد، بلکه فقط با ترتیب واکنش تعیین می شود. n.راه حل.دو برابر جواب معادله جنبشی را برای واکنش می نویسیم n- مرتبه با یک معرف:

و یک عبارت را بر دیگری تقسیم کنید. ثابت ها کو آاز هر دو عبارت لغو می شود و ما دریافت می کنیم:

.

این نتیجه را می‌توان با اثبات اینکه نسبت زمان‌هایی که درجه تبدیل a و b است تعمیم داد فقط به ترتیب واکنش بستگی دارد:

.

وظایف

2-1. با استفاده از حل معادله جنبشی، ثابت کنید که برای واکنش های مرتبه 1، زمان t ایکس، که درجه تبدیل ماده اولیه به آن می رسد ایکس، به غلظت اولیه بستگی ندارد. (پاسخ)

2-2. واکنش مرتبه اول 30 درصد در 7 دقیقه ادامه می یابد. چه مدت طول می کشد تا واکنش 99٪ کامل شود؟ (پاسخ)

2-3. نیمه عمر ایزوتوپ رادیواکتیو 137 Cs که در اثر حادثه چرنوبیل وارد جو شد 29.7 سال است. بعد از چه زمانی مقدار این ایزوتوپ کمتر از 1% مقدار اولیه خواهد بود؟ (پاسخ)

2-4. نیمه عمر ایزوتوپ رادیواکتیو 90 Sr که در جریان آزمایش های هسته ای وارد جو می شود، 28.1 سال است. فرض کنید بدن یک نوزاد تازه متولد شده 1.00 میلی گرم از این ایزوتوپ را جذب کرده است. اگر فرض کنیم از بدن دفع نمی شود، بعد از الف) 18 سال، ب) 70 سال چقدر استرانسیوم در بدن باقی می ماند؟ (پاسخ)

2-5. ثابت سرعت برای واکنش مرتبه اول SO 2 Cl 2 = SO 2 + Cl 2 2.2 است. 10 -5 s -1 در دمای 320 درجه سانتیگراد. چند درصد از SO 2 Cl 2 در صورت نگهداری 2 ساعت در این دما تجزیه می شود؟ (پاسخ)

2-6. ثابت سرعت واکنش مرتبه 1

2N 2 O 5 (g) 4NO 2 (g) + O 2 (g)

در 25 درجه سانتیگراد 3.38 است. 10 -5 s -1 . نیمه عمر N 2 O 5 چقدر است؟ اگر فشار اولیه 500 میلی متر جیوه بود، پس از الف) 10 ثانیه، ب) 10 دقیقه فشار در سیستم چقدر خواهد بود. هنر (پاسخ)

2-7. واکنش مرتبه اول با مقادیر مختلف ماده اولیه انجام می شود. آیا مماس ها بر قسمت های اولیه منحنی های جنبشی در یک نقطه از محور x همدیگر را قطع می کنند؟ پاسخ را توضیح دهید (پاسخ)

2-8. واکنش مرتبه اول A 2B در فاز گاز انجام می شود. فشار اولیه است پ 0 (B وجود ندارد). وابستگی فشار کل به زمان را پیدا کنید. بعد از چه زمانی فشار نسبت به فشار اولیه 1.5 برابر افزایش می یابد؟ میزان واکنش تا این زمان چقدر است؟ (پاسخ)

2-9. واکنش مرتبه دوم 2A B در فاز گاز ادامه می یابد. فشار اولیه است پ 0 (B وجود ندارد). وابستگی فشار کل به زمان را پیدا کنید. بعد از چه زمانی فشار 1.5 برابر نسبت به فشار اولیه کاهش می یابد؟ میزان واکنش تا این زمان چقدر است؟ (پاسخ)

2-10. ماده A با مواد B و C در غلظت های مساوی 1 mol/l مخلوط شد. بعد از 1000 ثانیه، 50 درصد از ماده A باقی می ماند. اگر واکنش دارای ترتیب کلی باشد: الف) صفر، ب) اول، ج) دوم، ج) بعد از 2000 ثانیه چه مقدار ماده A باقی می ماند؟

2-11. اگر غلظت اولیه مواد 1 مول در لیتر باشد و تمام ثابت های سرعت بر حسب مول در لیتر و s برابر با 1 باشند، کدام یک از واکنش ها - مرتبه اول، دوم یا سوم - سریعتر به پایان می رسد؟ (پاسخ)

2-12. واکنش

CH 3 CH 2 NO 2 + OH - H 2 O + CH 3 CHNO 2 -

دارای مرتبه دوم و ثابت نرخ است ک= 39.1 لیتر در (مول. دقیقه) در 0 در حدود C. محلولی حاوی 0.004 مولار نیترواتان و 0.005 مولار NaOH تهیه شد. چه مدت طول می کشد تا نیترواتان 90 درصد واکنش نشان دهد؟

2-13. ثابت سرعت برای نوترکیب یون های H+ و FG - (فنیل گلیوکسینات) در یک مولکول UFH در 298 K است. ک= 10 11.59 L/(mol. s). در صورتی که غلظت اولیه هر دو یون برابر با 001/0 مول در لیتر باشد، زمانی که واکنش طی آن 9999/99 درصد گذشت را محاسبه کنید. (پاسخ)

2-14. سرعت اکسیداسیون بوتانول-1 با هیپوکلرو اسید به غلظت الکل بستگی ندارد و متناسب با 2 است. اگر محلول اولیه حاوی 0.1 مول در لیتر HClO و 1 مول در لیتر الکل باشد، چقدر طول می کشد تا واکنش اکسیداسیون در 298 K به 90٪ برسد؟ ثابت سرعت واکنش است ک= 24 لیتر / (مول. دقیقه). (پاسخ)

2-15. در دمای معین، محلول 0.01 مولار اتیل استات با محلول 0.002 مولار NaOH به میزان 10 درصد در 23 دقیقه صابونی می شود. بعد از چند دقیقه با محلول KOH 005/0 مولار به همان درجه صابونی می شود؟ در نظر بگیرید که این واکنش درجه دوم است و قلیاها کاملاً تفکیک شده اند (پاسخ)

2-16. واکنش مرتبه دوم A + B P در محلولی با غلظت اولیه [A] 0.050 مول در لیتر و [B] 0 = 0.080 mol/l انجام می شود. پس از 1 ساعت، غلظت ماده A به 0.020 mol/L کاهش یافت. ثابت سرعت و نیمه عمر هر دو ماده را محاسبه کنید.

جلسه 10 کلاس دهم(سال اول تحصیل)

مبانی سینتیک شیمیایی طرح تعادل شیمیایی

1. سینتیک شیمیایی و حوزه مورد مطالعه آن.

2. سرعت واکنش های همگن و ناهمگن.

3. وابستگی سرعت واکنش به عوامل مختلف: ماهیت واکنش دهنده ها، غلظت واکنش دهنده ها (قانون عمل جرم)، دما (قانون van't Hoff)، کاتالیزور.

4. واکنش های شیمیایی برگشت پذیر و غیر قابل برگشت.

5. تعادل شیمیایی و شرایط جابجایی آن. اصل لو شاتلیه

شاخه ای از شیمی که به مطالعه سرعت و مکانیسم واکنش های شیمیایی می پردازد، سینتیک شیمیایی نامیده می شود. یکی از مفاهیم اصلی در این بخش، مفهوم سرعت یک واکنش شیمیایی است. برخی از واکنش‌های شیمیایی تقریباً فوراً انجام می‌شوند (مثلاً یک واکنش خنثی‌سازی در محلول)، برخی دیگر در طول هزاران سال انجام می‌شوند (به عنوان مثال، تبدیل گرافیت به خاک رس در طول هوازدگی سنگ‌ها).

سرعت یک واکنش همگن مقدار ماده ای است که وارد واکنش می شود یا در نتیجه یک واکنش در واحد زمان در واحد حجم سیستم ایجاد می شود:

به عبارت دیگر، سرعت یک واکنش همگن برابر با تغییر غلظت مولی هر یک از واکنش دهنده ها در واحد زمان است. سرعت واکنش یک مقدار مثبت است، بنابراین، اگر از طریق تغییر در غلظت محصول واکنش بیان شود، علامت "+" قرار می گیرد و هنگامی که غلظت معرف تغییر می کند، علامت "-" است.

سرعت یک واکنش ناهمگن مقدار ماده ای است که وارد واکنش می شود یا در نتیجه یک واکنش در واحد زمان در واحد سطح فاز تشکیل می شود:

مهمترین عوامل موثر بر سرعت یک واکنش شیمیایی، ماهیت و غلظت واکنش دهنده ها، دما و وجود کاتالیزور است.

نفوذ ماهیت معرف هااین خود را در این واقعیت نشان می دهد که در شرایط یکسان، مواد مختلف با سرعت های مختلف با یکدیگر تعامل دارند، به عنوان مثال:

با افزایش غلظت معرفتعداد برخورد بین ذرات افزایش می یابد که منجر به افزایش سرعت واکنش می شود. از نظر کمی، وابستگی سرعت واکنش به غلظت معرف ها با قانون عمل در u s us us و s بیان می شود (K.M. Guldberg and P. Waage, 1867؛ N.I. Beketov, 1865). سرعت یک واکنش شیمیایی همگن در دمای ثابت مستقیماً با حاصلضرب غلظت واکنش دهنده ها در توان برابر با ضرایب استوکیومتری آنها (غلظت جامدات در نظر گرفته نمی شود) متناسب است، به عنوان مثال:

که در آن A و B گازها یا مایعات هستند، k-ثابت سرعت واکنش، برابر با سرعت واکنش در غلظت واکنش دهنده 1 mol/L. ثابت کبه خواص واکنش دهنده ها و دما بستگی دارد، اما به غلظت مواد بستگی ندارد.

وابستگی سرعت واکنش به درجه حرارتتوسط قانون تجربی ون تی گاف (1884) توصیف شده است. با افزایش دما به میزان 10 درجه، سرعت اکثر واکنش های شیمیایی 2 تا 4 برابر افزایش می یابد:

ضریب دما کجاست

کاتالیزورماده ای به ماده ای گفته می شود که سرعت یک واکنش شیمیایی را تغییر می دهد، اما در نتیجه این واکنش مصرف نمی شود. کاتالیزورهای مثبت (اختصاصی و جهانی)، منفی (بازدارنده) و بیولوژیکی (آنزیم ها یا آنزیم ها) وجود دارد. تغییر در سرعت واکنش در حضور کاتالیزور نامیده می شود کاتالیزور. بین کاتالیزور همگن و ناهمگن تمایز قائل شوید. اگر واکنش دهنده ها و کاتالیزور در یک حالت تجمع باشند، کاتالیز همگن است. در مختلف - ناهمگن.

کاتالیز همگن:

کاتالیز ناهمگن:

مکانیسم عمل کاتالیزورها بسیار پیچیده است و به طور کامل شناخته نشده است. فرضیه ای در مورد تشکیل ترکیبات واسطه بین واکنش دهنده و کاتالیزور وجود دارد:

A + گربه. ،

در AB + گربه.

برای تقویت عملکرد کاتالیزورها، از پروموترها استفاده می شود. همچنین سموم کاتالیزوری وجود دارد که عملکرد کاتالیزورها را ضعیف می کند.

سرعت یک واکنش ناهمگن تحت تأثیر قرار می گیرد اندازه رابط(درجه ظرافت ماده) و میزان عرضه معرف ها و حذف محصولات واکنش از سطح مشترک.

تمام واکنش های شیمیایی به دو نوع برگشت پذیر و غیر قابل برگشت تقسیم می شوند.

برگشت ناپذیر واکنش های شیمیایی هستند که فقط در یک جهت پیش می روند.، یعنی محصولات این واکنش ها برای تشکیل مواد اولیه با یکدیگر تعامل ندارند. شرایط برگشت ناپذیری واکنش، تشکیل یک رسوب، یک گاز یا یک الکترولیت ضعیف است. مثلا:

BaCl 2 + H 2 SO 4 \u003d BaSO 4 + 2HCl،

K 2 S + 2HCl \u003d 2KCl + H 2 S،

HCl + NaOH \u003d NaCl + H 2 O.

برگشت پذیر واکنش هایی هستند که به طور همزمان در جهت جلو و معکوس رخ می دهند.، مثلا:

هنگامی که یک واکنش شیمیایی برگشت پذیر رخ می دهد، سرعت واکنش مستقیم در ابتدا دارای حداکثر مقدار است و سپس به دلیل کاهش غلظت مواد شروع کننده کاهش می یابد. عکس العمل معکوس، برعکس، در لحظه اولیه زمان دارای حداقل سرعت است که به تدریج افزایش می یابد. بنابراین، در یک مقطع زمانی خاص، حالت تعادل شیمیاییکه در آن سرعت واکنش رو به جلو با سرعت واکنش معکوس برابر است. حالت تعادل شیمیایی پویا است - هر دو واکنش رو به جلو و معکوس ادامه دارند، اما از آنجایی که سرعت آنها برابر است، غلظت همه مواد در سیستم واکنش تغییر نمی کند. به این غلظت ها تعادل گفته می شود.

نسبت ثابت های سرعت واکنش های رو به جلو و معکوس ثابت است و ثابت تعادل نامیده می شود. به آر ) . غلظت جامدات در بیان ثابت تعادل لحاظ نمی شود. ثابت تعادل واکنش به دما و فشار بستگی دارد، اما به غلظت واکنش دهنده ها و وجود کاتالیزور بستگی ندارد، که هر دو واکنش رو به جلو و معکوس را تسریع می کند. بیشتر به p، بازده عملی محصولات واکنش بالاتر است. اگر به p > 1، سپس محصولات واکنش در سیستم غالب می شوند. اگر بهآر< 1, в системе преобладают реагенты.

تعادل شیمیایی متحرک است، یعنی. هنگامی که شرایط خارجی تغییر می کند، سرعت واکنش رو به جلو یا معکوس می تواند افزایش یابد. جهت تغییر تعادل با اصل تدوین شده توسط دانشمند فرانسوی Le Chatelier در سال 1884 تعیین می شود. اگر تأثیر خارجی بر یک سیستم تعادلی اعمال شود، تعادل به سمت واکنشی تغییر می کند که با این تأثیر مقابله می کند. تغییر تعادل تحت تأثیر تغییرات غلظت معرفها، دما و فشار است.

افزایش غلظت واکنش دهنده ها و خروج محصولات منجر به تغییر تعادل به سمت واکنش مستقیم می شود.

هنگامی که سیستم گرم می شود، تعادل به سمت واکنش گرماگیر تغییر می کند و وقتی سرد می شود به سمت واکنش گرمازا تغییر می کند.

برای واکنش‌هایی که شامل مواد گازی می‌شوند، افزایش فشار باعث تغییر تعادل در جهت واکنشی می‌شود که با کاهش تعداد مولکول‌های گاز ادامه می‌یابد. اگر واکنش بدون تغییر تعداد مولکول های مواد گازی ادامه یابد، تغییر فشار به هیچ وجه بر تغییر تعادل تأثیر نمی گذارد.