Химия есептері мен жаттығулары



жүктеу 3.15 Mb.
Pdf просмотр
бет7/26
Дата22.12.2016
өлшемі3.15 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   26

Химиялық  тепе-теңдік.  Химиялық  реакциялардың  басым  кӛпшілігі 
қайтымды  болады,  реакцияның  ӛнімдері  ӛзара  әрекеттесіп,  қайтадан 
бастапқы заттарды түзеді, мысалы: 
.
dD
cC
bB
aA



 
Бастапқы заттардың арасындағы реакция тура жүретін реакция деп 
аталады, әрекеттесуші массалар заңына сәйкес оның жылдамдығы: 
 
.
]
[
]
[
1
1
b
a
B
A
K
v


 
Реакция өнімдерінің әрекеттесуші заттарға бағытталуы кері реакция 
деп аталады, оның жылдамдығы: 
.
]
[
]
[
2
2
d
c
D
C
K
v


 
Біртіндеп  бастапқы  заттардың  концентрациясына  азайған  сайын  тура 
жүретін  реакцияның  жылдамдығы  кемиді  де,  кері  бағытта  жүретін 
реакцияның жылдамдығы артады. Ақырында, қарама-қарсы бағытта жүретін 
реакциялардың  жылдамдығы  теңеседі  (
2
1
v
v

).  Реакцияласушы  заттардың 
концентрациясы өзгермейтін күйге келеді, оны тепе-теңдік концентрациясы 
деп  атайды.  Тепе-теңдік  кезіндегі  концентрациялардың  ӛзара  қатынасын 
былай кескіндеуге болады: 
 
b
a
d
c
B
A
D
C
K
K
]
[
]
[
]
[
]
[
2
1

     немесе  
.
]
[
]
[
]
[
]
[
b
a
d
c
B
A
D
C
K

 
К- тепе-теңдік константасы; 
]
[C
 және 
]
[D
-реакциядан түзілген заттардың концентрациясы; 
]
A
және 
]
[B
-бастапқы заттардың концентрациясы; 
a, b, c, d – реакция теңдеуіндегі коэффициенттер. 
Химиялық 
тепе-теңдік 
заттар 
концентрациясының 
ӛзгеруіне, 
температура  мен  қысымға  тәуелді  түрде  тура  немесе  кері  реакцияның 
бағытына  қарай  ығысады.  Ығысу  бағыты  Ле-Шательенің  мына  принципіне 
сәйкес жүзеге асады:  
Химиялық  тепе-теңдік  күйіндегі  жүйе  жағдайының  (концентрация, 
температура,  қысым)  біреуі  өзгерсе,  тепе-теңдік  сол  өзгеріске  қарсы 
жүретін  реакцияның  бағытына  қарай  ығысады,  бастапқы  тепе-теңдік 
күйін сақтауға тырысады.

51 
 
Осы  принципке  сәйкес  қысымды  арттырғанда  химиялық  тепе-теңдік 
оған  қарсы  әрекет  кӛрсететін,  яғни  газ  молекулаларының  саны  кемитін 
жағына қарай жүретін реакцияның бағытына қарай ығысады. 
Температура артқанда тепе-теңдік эндотермиялық реакция жағына, 
төмендеткенде экзотермиялық реакция жағына ығысады.
Осы  түсініктерді  пайдаланып,  тӛмендегі  есептеулерді  жүзеге  асыруға 
болады.  
 
Реакцияға қатысқан заттардың концентрациясын есептеп шығару. 
1-мысал.  250  мл  күкірт  (IV)  оксидінің  массасы  1,6  г.  Осы  газдың 
концентрациясын есептеп шығару керек.  
Шешуі.  а)  заттың  концентрациясы  сол  заттың  1  литріндегі  моль 
санымен белгіленеді. Демек, 1 л күкірт (IV) оксидінің массасын табамыз:  
    250 мл  массасы     1,6 г
1000 мл  массасы     х г
бұдан 
4
,
6
250
6
,
1
1000



x
 г
Күкірт (IV) оксидінің молекулалық массасы 64, ал 1 л  моль саны   
1
,
0
64
4
,
6

  моль
Жауабы:  
2
SO
-нің концентрациясы 0,1 моль/л
ә) 
.
л
моль
v
моль
m
C


 
Есептің шартында берілген шамаларды осы формулаға қойсақ: 
       
1
,
0
25
,
0
64
6
,
1



C
 моль/л
Заттың  концентрациясын  бұл  даяр  формуламен  анықтағанда,  осының 
алдындағыдай есептеулер жасаудың қажеті болмайды. 
2-мысал.  327
0
С  және  3  атм  қысымдағы  газдың  концентрациясын 
есептеп шығару керек. 
Шешуі.  Газ  күйі  температураға,  қысымға  және  кӛлеміне  байланысты 
екендігі  белгілі.  Бұл  есепті  шығару  үшін  Клапейрон  –Менделеев  теңдеуін 
пайдаланамыз: 
nRT
PV

  немесе  
.
RT
M
m
PV

 
Мұны түрлендіріп     
RT
v
M
m
PV


    жазамыз. Сонда    
,
v
M
m
C


 
 яғни  
,
CRT
P

                  
бұдан   
.
RT
P
C

    
Есептің шартында берілгендерді ӛз орнына қоямыз: 

52 
 
.
/
06
,
0
600
.
/
082
,
0
3
л
моль
моль
град
л
атм
C



 
3-мысал. Күкірт (IV) оксидінің оттегін қосып алу реакциясы  
2SO
2
 + O
2
 =2SO
3
 
теңдеуі  бойынша  жүреді.  Заттардың  бастапқы  концентрациясы:  [SO
2 
]  = 
моль/л;  [O
2
] =моль/лSO
3 
= 0 моль/лSO
3
 –тің концентрациясы 

0,0042 моль/л 
–ге жеткенде реакцияға қатысқан заттардың концентрациясы қандай болады? 
Шешуі.  Реакция  кезінде  бастапқы  заттардың  концентрациясы  кеміп, 
реакция  нәтижесінде  түзілетін  ӛнімнің  концентрациясы  артады.  Бұл  ӛзгеріс 
реакция  теңдеуіндегі  стехиометриялық  қатынастарға  сәйкес  жүзеге  асады. 
Біздің  мысалымызда  ол  қатынастар  2:1:2.  Реакция  кезінде  заттардың 
концентрациялары осы шамаларға пропорционал ӛзгереді. Реакция басталған 
соң    SO
3
-  тің  концентрациясы  0  моль/л  –ден  0,0042  моль/л  –ге  дейін  артты. 
Ендеше,  реакция  теңдеуіне  сәйкес  күкірт  диоксидінің  де  концентрациясы 
сондай шамаға, ал оттегінің концентрациясы екі есе аз кеміді (реакцияға бір 
молекуласы ғана кіріседі): 
2SO
2
 + O
2
 =2SO
3
 
           0,0042    0,0021    0,0042моль/л 
Бастапқы заттардың соңғы концентрациясын табамыз: 
  [SO
2 
] = 0,0084 моль/л - 0,0042

0,0042 моль/л
  [O
2
] = 0,0062 моль/л - 0,0021

 0,0041 моль/л. 
 
Реакция жылдамдығы және оның өзгеруі.  
1-мысал. Сутегі мен иодтың әрекеттесу реакциясы 
HJ
J
H
2
2
2


 
жылдамдығының 508
0
С константасы -0,16. Әрекеттесуші заттардың бастапқы 
концентрациясы: 
[
2
H
]= 0,04 моль/л;   [
2
J
] = 0,05 моль/л
Реакцияның бастапқы жылдамдығын және сутегінің концентрациясы 
0,03 моль/л болғандағы жылдамдығын есептеп шығару керек. 
Шешуі. v = K[A]
m
[B]
n

Келтірілген формулаға есептің шартында берілген мәндерін қоямыз. 
Сонда реакцияның бастапқы жылдамдығы:  
v
1
 

 К 

[H
2


 [J
2


 0,16 

 0,04 

 0,05 

 3,2 

 10
-4
 
Сутегінің концентрациясы 0,01 моль/л кеміді, соған сәйкес иодтың 
концентрациясы да азайып  
0,05 моль/л – 0,01 моль/л 

 0,04 моль/л болды. Осыған орай реакцияның 
соңғы жылдамдығы: 
v
2
 

 К 

 [H
2


 [J
2


 0,016 

 0,03 

 0,04 

 1,9 

 10
-4

2-мысал. 
2
2
2
2
CO
O
CO


реакциясының  жылдамдығы  газ  қоспасының 
кӛлемін 4 есе кеміткенде қалай ӛзгереді? 
Шешуі. Алдымен реакция жылдамдығының теңдеуін жазамыз: 
v = K[СО]
2
 [О
2
]. 

53 
 
Кӛлем тӛрт есе кемісе, концентрация да тӛрт есе артады. Соған сәйкес 
реакция жылдамдығы: 
v = K[СО]
2
 [О
2


 К 

16[СО]
2
 

 4О


 К 

 64[СО]
2
 [О
2

64 есе артады. 
Қысымның  ӛзгеруі  де  реакцияның  жылдамдығына  концентрациясы 
арқылы әсер етеді. 
3-мысал. Күкіртсутегінің жану реакциясының теңдеуі  
2H
2
S + O
2
 = 2H
2
O + 2S, 
қысым екі есе кемігенде жылдамдығы қалай ӛзгереді? 
Шешуі. Реакция жылдамдығының теңдеуін жазамыз: 
v = K[H
2
S]
2
 [О
2
]. 
Қысым  қанша  есе  кемісе,  әрекеттесуші  газдардың  концентрациясы 
сонша есе кемиді. Реакция жылдамдығы: 
v = K[5H
2
S]
2
 [5О
2


 К 

25[H
2
S]

 5[О
2
]=125[H
2
S]

 [О
2
]. 
Қысым бес есе кемігенде, реакция жылдамдығы 125 есе бәсеңдейді. 
4-мысал. Реакцияның температуралық коэффициенті – 3. Температура 
20
0
-тан 50
0
-қа арттырылса, реакцияның жылдамдығы қалай ӛзгереді? 
Шешуі. а) Берілген мысалда температура 50
0
-20
0
=30
0
С-ге артқан, демек 
температуралық  коэффициентті  (30:10=3)  кубтау  керек:  3
3
=  27.  Реакция 
жылдамдығы 27 есе ӛседі екен. 
ә) 
10
1
2
1
2
t
t
t
t
v
v




 
Есептің шартында берілгендерді формулаға қоямыз: 
.
27
3
20
3
20
10
20
50
20
50
1







v
v
v
v

 
Реакция 
жылдамдығы 
бастапқы 
температурадағымен 
(20
0
С) 
салыстырғанда 27 есе ӛседі. 
Химиялық  тепе-теңдікпен  байланысты  бірнеше  есептеулер  жүргізуге 
болады. 
 
Әрекеттесуші заттардың бастапқы концентрациясын табу. 
 1-мысал
O
N
O
N
2
2
2
2
2


  қайтымды  реакциясында  тепе-теңдік 
орнаған кезде заттардың концентрациясы тӛмендегідей болады. 
;
/
12
,
0
]
[
2
л
моль
N

 
;
/
60
,
0
]
[
2
л
моль
O

 
.
/
48
,
0
]
[
2
л
моль
O
N

 
Азот пен оттегінің бастапқы концентрациялары қандай? 
Шешуі. Түзілген заттың концентрациясы бойынша бастапқы заттардың 
реакцияға кіріскен мӛлшерін табамыз. Реакция теңдеуінен заттардың грамм-
молекулаларының  ӛзара  қатынасын  2:1:2  кӛреміз.  Бұған  қарағанда  0,48 
моль/л 
O
N
2
түзілгенде  0,48  моль/л  азот  және  одан  екі  есе  кем  0,24  моль/л 
оттегі  шығындалады.  Бастапқы  концентрацияны  табу  үшін  заттың  тепе-
теңдік  кезіндегі  және  жұмсалған  концентрацияларының  қосындысын 
табамыз: 

54 
 
2
N
-нің  бастапқы  концентрациясы  0,12+0,48  =  0,60  моль/л
2
O
-нің 
бастапқы концентрациясы 0,60+ 0,24=0,84 моль/л.  
 
 
Есептеулердің нәтижесін кесте түрінде жазу тиімді болады. 
 
Тепе-теңдік 
концентрациясы 
Реакцияға 
шығындалған 
концентрация (∆С) 
Бастапқы концентрация 
л
моль
N
/
12
,
0
]
[
2

 
л
моль
O
/
60
,
0
]
[
2

 
л
моль
O
N
/
48
,
0
]
[
2

 

;
/
48
,
0
]
[
2
л
моль
N


 

;
/
24
,
0
]
[
2
л
моль
O


 

.
/
48
,
0
]
[
2
л
моль
O
N


 
;
/
60
,
0
48
,
0
12
,
0
]
[
2
л
моль
N



 
;
/
84
,
0
24
,
0
60
,
0
]
[
2
л
моль
O



 
.
/
0
]
[
2
л
моль
O
N

 
 
Тепе-теңдік концентрациясын табу. 
 2-мысал
O
N
O
N
2
2
2
2
2


 қайтымды реакциясында заттардың 
бастапқы концентрациясы: 
;
/
54
,
0
]
[
2
л
моль
N

 
.
/
42
,
0
]
[
2
л
моль
O

Азоттың тепе-теңдік концентрациясы 0,18 моль/л.  
Басқа заттардың тепе-теңдік концентрациялары қандай болады? 
Шешуі.  Бұл  мысалда  реакцияға  кіріскен  заттардың  бастапқы 
концентрациясы  және  біреуінің  ғана  тепе-теңдік  концентрациясы  берілген. 
Соған сүйеніп қалған заттардың тепе-теңдік концентрацияларын табу керек. 
Ол  үшін  азоттың  бастапқы  және  тепе-теңдік  концентрацияларын 
салыстырып, айырмасын табамыз.  
Сонда 

л
моль
л
моль
л
моль
N
/
36
,
0
/
18
,
0
/
54
,
0
]
[
2



 
азот 
реакцияға 
кіріскен.  Реакция  теңдеуінен  әрекеттесуші  грамм-молекулалар  қатынасы 
2:1:2  екені  белгілі.  Демек,  0,36  моль/л  азотпен  әрекеттесу  үшін  0,36:  2=0,18 
моль/л    оттегі  шығындалады.  Нәтижесінде  0,36  моль/л  азоттың  (І)  оксиді 
түзіледі. Бұдан тепе-теңдік кезіндегі концентрация:  
;
/
24
,
0
18
,
0
42
,
0
]
[
2
л
моль
O



        
.
/
36
,
0
36
,
0
0
]
[
2
л
моль
O
N



 
Тепе-теңдік константасын табу. 
 3-мысал
HCl
NaHSO
SO
H
NaCl



4
4
2
 реакциясында тепе-теңдік 
концентрациялары: 
;
/
04
,
0
]
[
л
моль
NaCl

;
/
03
,
0
]
[
4
2
л
ь
SO
H

;
/
02
,
0
]
[
4
л
моль
NaHSO

.
/
02
,
0
]
[
л
моль
HCl

 
Тепе-теңдік константасын есептеп шығару керек. 
Шешуі. Реакция теңдеуіне сәйкес тепе-теңдік константасының 
математикалық ӛрнегін жазамыз: 
.
]
][
[
]
][
[
4
2
4
SO
H
NaCl
HCl
NaHSO
K

 
Есептің шартында берілген сан мәндерін қоямыз: 
.
33
,
0
03
,
0
04
,
0
02
,
0
02
,
0




K
 

55 
 
4-мысал
O
H
CO
H
CO
2
2
2



 реакциясының 850
0
С кезінде тепе-теңдік 
константасы бірге тең. Заттардың бастапқы концентрациялары: 
,
/
2
]
[
2
л
моль
CO

  
.
/
10
]
[
2
л
моль
H

Тепе-теңдік константаларын есептеп шығару 
керек. 
Шешуі. Тура және кері реакцияға қатысқан заттардың 
молекулаларының саны бірдей. Кӛмір қышқыл газының реакцияға реакцияға 
кіріскен моль санын х –пен белгілесек, заттардың тепе-теңдік кезіндегі 
концентрациялары: 
x
CO


2
2
моль/л
x
H


10
2
моль/л
,
x
CO

.
2
x
O
H

 
Бұл шамаларды тепе-теңдік константасы теңдеуіндегі орнына қоямыз: 
.
1
)
10
)(
2
(
]
][
[
]
][
[
2
2
2






x
x
x
x
H
CO
O
H
CO
K
 
Бұдан 
);
10
)(
2
(
2
x
x
x



 
;
20
12

x
.
67
,
1

x
Заттардың тепе-теңдік кезіндегі 
концентрациялары: 
;
/
67
,
1
]
[
л
моль
CO

;
/
67
,
1
]
[
2
л
моль
O
H

;
/
33
,
0
67
,
1
2
]
[
2
л
моль
CO



.
/
33
,
8
67
,
1
10
]
[
2
л
моль
H



 
 
Химиялық тепе-теңдіктің ығысуы. 
 5-мысал
2
6
2
3
2
H
C
H
C


  реакциясының  тепе-теңдігі  қысымды 
арттырғанда қалай ӛзгереді? 
Шешуі.  Осы  принципке  сәйкес  берілген  мысалды  қарастырсақ, 
қысымды  арттырғанда  химиялық  тепе-теңдік  оған  қарсы  әрекет  кӛрсететін, 
яғни  газ  молекулалары-ның  саны  кемитін  жағына  қарай,  дәлірек  айтқанда 
кері жүретін реакцияның бағытына қарай ығысады. 
6-мысал
28
2
2




H
CO
O
H
C
  ккал  қайтымды  реакциясының  тепе-
теңдігі температураны арттырғанда қалай ӛзгереді? 
Шешуі.  Ле-Шателье  принципіне  сәйкес  температура  кӛтерілгенде 
тепе-теңдік тура жүретін реакцияның бағытына қарай ығысады, ӛйткені бұл 
реакция жылу сіңіре жүріп, температура ӛсуіне қарсылық кӛрсетеді. 
 
Есептер мен жаттығулар. 1. А мен В заттарының арасындағы реакция 
мына теңдеу бойынша жүзеге асады: 
2 А + 3 Б=А
2
В
3
. 
Реакция  жылдамдығы  В  затының  концентрациясын  4  есе 
кеміткендегідей болып  ӛзгеру  үшін  А  затының  концентрациясын  қанша  есе 
кеміту керек? 
2. Аммиак түзілу реакциясының жылдамдығы: 
,
2
3
3
2
2
NH
H
N


 
азот концентрациясын 8 есе арттырса, қалай ӛзгереді? 
3. 
2
4
2H
C
CH


 процесінде (t = 450°C) қысым 3 ece кемігенде тура және 
кері жүретін реакцияның жылдамдығы қалай ӛзгереді? 
4. Азот диоксидінің түзілу реакциясының теңдеуі: 

56 
 
.
2
2
2
2
NO
O
NO


 
Қысымды  2  есе  ӛсіргенде  тура  және  кері  бағытта  жүретін  реакциялардың 
жылдамдығы қалай ӛзгереді? 
5.  Мына  тӛменде  берілген  химиялық  тепе-теңдіктегі  жүйелерді  оңға 
қарай жылжыту үшін реакцияның қандай жағдайын, қалай ӛзгерту керек: 
 
 
24
2
3
3
2
2



NH
N
H
 кал, 
535
2
2
2



HI
I
H
 кал, 
2
,
68
2
3
3
2


O
O
 кал? 
Каталог: files
files -> Оңтүстік Қазақстан облыстық «Отырар» ғылыми әмбебап кітапханасы
files -> Көркемсөз зергері
files -> Мұратбеков Сайын
files -> Литература по физико-математическим наукам
files -> Г. Д. Рыскелдиева Жинақта «Жаратылыстану гуманитарлық ғылымдары жəне олардың Қазақстан Республикасының индустриалды нновациялық даму бағдарламасын жүзеге асырудағы рөлі» атты
files -> Issn 2308-0590 Индекс 74661 редакциялық кеңес мағауин Мұхтар Қазақстанның халық жазушысы Ғарифолла Есім
files -> «Бекітемін» Алматы облысы білім басқармасының басшысы
files -> Хіх ғасырдағЫ Қазақ Әдебиетінің тарихы
files -> Бағдарламасы бойынша шығарылып отыр Редакция алқасы


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   26


©emirsaba.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет