Факторы, влияющие на скорость реакции

Фактор	Пример (обоснование)
Природа реагирующих веществ	Щелочные металлы реагируют с водой с различной скоростью: чем больше атомный радиус металла, тем легче открываются валентные электроны и взаимодействие протекает энергичнее
Концентрация (газы и растворы)	Горение веществ в чистом кислороде происходит активнее, чем в обычном воздухе, поскольку чем выше количество частиц реагентов в единице объема, тем больше частота столкновений, которые обусловливают скорость реакции
Для веществ в твёрдом состоянии- поверхность реагирующих веществ	Железо и сера реагируют только после измельчения и перемешивания, т.к. при этом увеличивается площадь соприкосновения реагентов
Температура	При обычных условиях кислород медленно окисляет вещества, а при более высокой температуре происходит их горение. Чем выше температура, тем больше кинетическая энергия молекул, тем энергичнее процесс реакции. Правила Вант- Гоффа: при повышении температуры на 10° скорость реакции возрастает в 2-4 раза
Присутствие особых веществ	Катализаторы ускоряют ход реакции. Ингибиторы замедляют ход реакции. Соляная кислота в присутствии уротропина становится инертной по отношению к металлам. Катализаторы могут участвовать в реакциях с образованием высокореакционноспособных промежуточных соединений

Вопрос 3. В трех пробирках находятся серная кислота, фосфорная кислота, азотная кислота. Определите, в какой пробирке находится каждая кислота.

Ответ. Можно воспользоваться характерными химическими реакциями:

3AgNO₃ + Na₃PO₄ = Ag₃PO₄↓ + 3NaNO₃,

3Ag+ + PO43- = Ag3PO4↓;

⁽^желтый^осадок⁾

BaCl₂ + H₂SO₄ = BaSO₄↓ + 2HCl,

Ba+ + SO42- = BaSO4↓;

^(белый

^{кристаллический осадок)}

4HNO₃(конц.) + Cu 2NO₂↑ + 2H₂O + Cu(NO₃)₂.

^{(бурый газ)}

Билет № 16

Вопрос 1. Белки. Их состав, структура и свойства. Значение белков в живой природе.

Ответ.Белки – сложные высокомолекулярные природные соединения. Молекулы белков построены из остатков - аминокислот, соединенных пептидными связями.

Белок- полипептид, в состав которого входит около 20 видов аминокислот.

Структура

Первичная структура белка- свойственная данному белку последовательность аминокислотных остатков.

Вторичная структура белка- спиральная пространственная конфигурация полипептидной цепи, поддерживаемая за счет водородных связей С=О•••Н-N.

Третичная структура белка- специфическое взаимное расположение участков спиральной цепи молекулы белка и отдельных молекул. Третичная структура обусловлена наличием дисульфидных, сложноэфирных и солевых мостиков, а также межмолекулярных водородных связей.

Четвертичная структура белка- полимерные соединения белков, где «мономерами» являются макромолекулы белка.

Физические свойства

Белки бывают растворимые в воде- гидрофильные- и нерастворимые- гидрофобные.

Химические свойства

1. Денатурация – процесс необратимого свертывания белков, связанный с разрушением исходной структуры. Денатурация происходит при высоких температурах, действии радиации, солей тяжелых металлов, химических веществ( кислот, щелочей, спиртов).

2. Гидролиз белков и присутствие кислот, щелочей или ферментов- расщепление белков на составляющие их аминокислоты.

3. Квантопротеиновая реакция- окрашивание белков в желтый цвет при действии концентрированной азотной кислоты- метод обнаружения остатков ароматических аминокислот.

4. Биуретовая реакция- взаимодействие белка со свежеприготовленной суспензией Cu(OH)₂ , сопровождающееся появлением красно-фиолетового окрашивания- реакция на пептидной группы.

5. Реакция белка с ацетатом свинца при нагревании в щелочной среде. Выпадение черного осадка PbS указывает на содержание серы в белке.

Значение белков в природе

Функции белков в живых организмах следующие : строительная ( из белков состоят тела всех живых существ), двигательная ( актин, миозин), транспортная( гемоглобин), защитная (специфические реакции иммунитета- антитела), сигнальная ( белки, плазмалеммы, рецепторы), каталитическая ( пепсины, расщепляют белки), регуляторная ( инсулин участвует в обмене углеводов).

Вопрос 2. Неорганические и органические кислоты, их классификация, строение, свойства.

Ответ. Кислоты-вещества, при диссоциации которых в водных растворах в качестве катионов отщепляются только ионы водорода:

HNO₃ ↔ H⁺+ NO^-₃.

^{кислота катион кислотный}

^{водорода остаток}

Классификацию кислот нагляднее представить в виде таблицы. Формулу кислоты можно представить в виде Э(OH)_nO_m. Сила кислоты тем больше, чем больше число m и меньше n.

Химические свойства

1. Взаимодействие с основаниями (реакция нейтрализации):

HCl + KOH = KCl + H₂O,

CH₃COOH + KOH = CH₃COOK + H₂O.

2. Взаимодействие с активными металлами :

2HCl + 2K = 2KCl + H₂↑,

2CH₃COOH + 2K = 2CH₃COOK + H₂↑.

3. Взаимодействие с оксидами металлов :

2HCl + K₂O = 2KCl + H₂O,

2CH₃COOH + K₂O = 2CH₃COOK + H₂O.

4. Менее летучие кислоты вытесняют более летучие из их солей:

H₂SO₄(разб.) +Na₂SO₄ + H₂S↑.

5. Сильные минеральные кислоты вытесняют органические кислоты из их солей :

CH₃COOK + HCl = CH₃COOH + KCl.

6. Реакция этерификации кислот спиртами:

C₂H₅OH + H₂SO₄ = C₂H₅ – O – SO₃ – H + H₂O.

^{этилсульфат}

Вопрос 3. В трех пробирках находятся водные растворы муравьиной кислоты, фенола и глюкозы. С помощью химических реакций определите, в какой пробирке какое вещество.

Ответ.1) При взаимодействии фенола и FeCl₃ образуется раствор коричнево-фиолетовый цвета с запахом туши :

3C₆H₅OH + FeCl₃= (C₆H₅O)₃Fe + 3HCl.

2) При действии на глюкозу Cu(OH)₂ при нагревании выпадает красный осадок Cu₂O.

3) при добавлении к HCOOH лакмуса появляется красное окрашивание. А также :

HCOOH + Ag₂O 2Ag↓ + H₂O + CO₂↑.

^NH₃^(р-р)

Билет №17

Вопрос 1. Диеновые углеводороды. Их строение, свойства, получение и применение.

Ответ: К диеновым углеводородом относятся органические соединения общей формулой C_nH₂_n_-2, в молекулах которых имеются две двойные связи.

Практически значимыми диеновыми углеводородами являются бутадиен -1,3 или дивинил.

CH₂=CH-CH=CH₂ ( группа атомов CH₂=CH- называется винилом) и 2 – метилбутадиен -1,3 или изопрен.

CH₂=C(CH₃) –CH=CH₂

Физические свойства

Бутадиен-1,3 при нормальных условиях – газ, который сжимается при -4,5⁰С; 2-метилбутадиен -1,3-летучая жидкость, кипящая при температуре 34,1⁰С.

Химические свойства:

1.Бромирование:

CH₂=CH-CH=CH₂ + Br₂ = CH₂Br-CH=CH-CH₂Br

^{Бутадиен -1,3 1,4-дибромбутен-2}

2.Реакции полимеризации.

Получение:

1.Дегидратация и дегидрирование спиртов ( по С.В. Лебедеву):

_{t, кат.}

2CH₃CH₂OH=CH₂=CH-CH=CH₂ + 2H₂O + H₂↑

2.Дегидрирование бутана:

_t_{, кат.}

CH3CH2CH2CH3 = CH2 =CH-CH-CH2+ 2H2↑.

Применение диенов

Наибольший интерес представляют сопряженные диены, в которых двойные связи разделены одной простой связью, например изопрен

CH₂= C( CH₃) – CH=CH₂

в хлоропрен

СH₂= CCl-CH=CH₂.

Эти диены используют для синтеза изопренового

( - CH₂-C(CH₃)=CH-CH₂-)_n

И хлоропренового

( - CH₂-CCl=CH-CH₂-)_n

Каучуков.

Вопрос 2. Электролиз. Основные схемы электролиза.

Ответ: Химические реакции, протекающие под действием электрического тока, на электродах, помещённых в расплав, раствор или твёрдый электролит, называют электролизом.

Электролиз расплава хлорида натрия ( платиновые электроды):

анод: Cl^—e= 1/2Cl2 ( процесс окисления),

катод:Na⁺ + e= Na⁰ ( процесс восстановления).

Суммарная реакция:

2NaCl = 2Na + Cl₂

Электролиз раствора хлорида меди ( угольные электроды):

Анод: 2Cl^- - 2e = Cl₂

Катод: Cu²⁺+ 2e = Cu⁰.

Суммарная реакция:

2H₂O = 2H₂ + O₂

Аналогично происходит электролиз водного раствора нитрата калия ( платиновые электроды)

Электролиз сульфата цинка ( графитовые электроды):

Анод: 2H₂O -4e = O₂ + 4H⁺

Катод:Zn²⁺ + 2e = Zn⁰.

Суммарная реакция:

2ZnSO₄ + 2H₂O =2Zn + O₂+ 2H₂SO₄

Электролиз раствора сульфата меди(медные электроды)-электрохимическое рафинирование:

анод: Cu⁰ – 2e = Cu²⁺,

катод: Cu²⁺ + 2e = Cu⁰.

Концентрация сульфата меди в растворе остается постоянной. Процесс сводится к переносу материала анода на катод. Это и есть рафинирование.

При составлении схем электролиза той или иной соли нужно помнить следующее.

1. Катионы металлов, имеющие стандартный электродный потенциал (сэп) больший, чем у водорода (от меди по золото включительно), при электролизе практически полностью восстанавливаются на катоде.

2. Катионы, имеющие значение сэп меньшее, чем у водорода, но большее, чем у алюминия, при электролизе практически полностью восстанавливаются одновременно с водой.

3. Катионы, имеющие еще меньший сэп(от лития по алюминий включительно), не восстанавливаются на катоде, а вместо них восстанавливаются молекулы воды до водорода.

4. Если водный раствор содержит смесь катионов различных металлов, например Ag⁺ , Cu²⁺ , Fe²⁺ ,то из этой смеси первым восстановится серебро, затем медь и последним железо.

5. На нерастворимом аноде в процессе электролиза происходит окисление анионов или молекул воды. Анионы S^2- , I^-, Br^- , Cl^- окисляются легко. Если раствор содержит анионы кислородосодержащих кислот SO^2- , NO^-₃, CO₃^2-,PO^3-₄, то на аноде окисляются молекулы воды до кислорода.

6. Если анод растворимый, то при электролизе он сам подвергается окислению, т.е. посылает электроны во внешнюю цепь. В результате смещается равновесие между электродом и раствором, и анод растворяется.

Ряд напряжений металлов :

Усиление восстановительной способности

Li, Cs, K, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Pb, H₂, Cu, Ag, Hg, Pt, Au.

Усиление окислительной способности

Вопрос 3. К 200 г 35%-го раствора нитрата калия добавили 150 г воды. Определить концентрацию нитрата калия в новом растворе.

Ответ.

Дано: Найти :

m₁(р-ра KNO₃) = 200 г, ω₂(KNO₃) = ?

ω₁(KNO₃) = 35%,

m(H₂O) = 150 г.

Решение :

m(KNO₃) = 200*35/100 = 70 г,

m₂ (р-ра KNO₃) = 200 + 150 = 350 г,

ω₂ (KNO₃) = (70/350) * 100 = 20%.

Ответ. ω₂(KNO₃) = 20%.

Билет № 18.

Вопрос 1. Циклопарафины. Их строение, свойства, получение и применение.

Ответ.В отличие от предельных углеводородов, в молекулах которых все углеродные атомы образуют открытые цепи, имеются углеводороды с замкнутыми цепями (циклами).

Известны циклопарафины, молекулы которых состоят из трех, четырех, пяти, шести и более атомов углерода :

СH₂CH₂- CH₂CH₂CH₂ CH₂

CH₂ - CH₂ CH₂ - CH₂CH₂ CH₂CH₂ CH₂

CH₂ – CH₂CH₂– CH₂

^{циклопропан}^{циклобутан}^{циклопентан циклогексан}

У циклопарафинов возможна изомерия. Изомерия этих соединений связана с наличием боковых углеводородных цепей.

Например, молекулярной форме C₂H₁₂ соответствует несколько веществ-изомеров :

циклогексан, метилциклопентан, диметилциклобутан.

Общая формула циклоалканов -C_nH₂_n.

Нахождение в природе

Циклопарафины находятся главным образом в составе некоторых нефтей. Отсюда и другое название циклопарафинов – нафтены. Пяти- и шестичленные циклопарафины были впервые выделены из нефти и изучены В.В. Марковниковым.

Получение

В лаборатории циклопарафины получают из дигалогенпроизводных предельных углеводородов, действуя на них активными металлами. Циклопарафины можно выделить из нефти.

Физические свойства

Циклопропан и циклобутан при нормальных условиях – газы, а циклогексан – жидкости. Циклопарафины в воде практические не растворяются.

Химические свойства

1. Реакция гидрирования :

цикло-C₃H₆ + H₂ C₃H₈.

^{циклопропан пропан}

2. Реакция замещения (для соединений с большими циклами) :

цикло-C₆H₁₂ + Cl₂ C₆H₁₁Cl +HCl.

^{циклогексан монохлорциклогексан}

3. Реакция дегидрирования :

C₆H₁₂ C₆H₆ + 3H₂.

^{циклогексан бензол}

Применение

Из циклопарафинов практическое значение имеют циклогексан, метилциклогексан и некоторые другие. В процессе ароматизации нефти эти соединения превращаются в ароматические углеводороды – бензол, толуол, и другие вещества, которые широко используются для синтеза крестителей, медикаментов и т.д. Циклопропан применяют для наркоза.

Вопрос 2. Валентность и валентные возможности атомов.

Ответ. Понятие валентности имеет смысл применять только к соединениям с ковалентным типом связи. В ионных соединениях говорят о заряде иона.

Валентность – количество ковалентных связей, которое образует атом в данном соединении. Количество валентных связей атома равно количеству общих электронных пар атома равно суммарному числу неспаренных электронов, неподеленных электронных пар и вакантных орбиталей, этого атома, участвующих в образовании химических связей.

Максимальная валентность, которую может проявлять элемент в соединениях, равна номеру группы этого элемента в таблице Д.И. Менделеева.

Например, в соединении CO степень окисления углерода +2, валентность II. В соединениях CO₂ B CCl₄ степень окисления углерода +4, валентность IV.

В формировании химических связей участвуют электроны атома, находящиеся на внешнем энергетическом уровне.

Вопрос 3. 20 г технического натрия, содержащего 10% примеси, растворили в избытке воды. Найти объем выделившегося газа водорода.

Ответ.

Дано: Найти:

m(Na_техн) = 20 г, V(H₂) = ?

ω(примеси) = 10%.

Решение

m (Na) = 20 – (20*0?1) = 18 г.

18 г x л

2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑.

v: 2 моль 1 моль

M: 23г/моль V_м= 22 л/моль

m: 46 г

V(H₂) =18 * 22,4/46 = 8,77 л