Хімія. Поглиблений рівень. Повторне видання. 9 клас. Бутенко

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

§ 39. Обчислення швидкості та константи швидкості реакції за законом діючих мас

У цьому параграфі ви дізнаєтеся:

  • які розрахунки можна проводити, користуючись законом діючих мас.

Приклади розв’язування задач

Приклад 1. Складіть математичні вирази швидкості прямої реакції в таких реакційних системах:

1) 2СО (г) + О2 (г) ⇄ 2СО2 (г)

2) 2ΝΟ (г) + О2 (г) ⇄ 2ΝΟ2(г)

3) 2НСl (р) + Ва(ОН)2 (р) = ВаСl2 (р) + 2Н2О (р)

4) 2NaOH (р) + СО2 (г) = Na2CO3 (р) + Н2О (р)

5) СаСО3 (тв) + 2HNO3 (р) = Ca(NO3)2 (р) + СО2 (г) + Н2О (р)

Розв’язання

Реакції, описані рівняннями 1-3, є гомогенними, оскільки всі речовини перебувають в однаковому агрегатному стані. Реакції, описані рівняннями 4-5, — гетерогенні, оскільки речовини перебувають у різних агрегатних станах.

1) vпр = kпр C2(CO) • C(O2); vзв = kзв • С2(СО2);

2) vпр = kпр C2(NO) • С(О2); vзв = kзв • C2(NO2);

3) vпр = kпр С2(НСl) • С(Ва(ОН)2);

4) vпр = kпр С2(NaOH) • С(СО2);

5) тільки vпр = kпр C2(HNO3).

Зворотна реакція у випадках 3-5 не відбувається, це необоротні реакції.

Приклад 2. Визначте швидкість прямої реакції, що відбувається згідно з рівнянням реакції N2 (г) + 3Н2 (г) ⇄ 2NH3 (г) у початковий момент часу, якщо константа швидкості цієї реакції 5 • 10-3, а концентрації речовин N2 і Н2 відповідно дорівнюють 0,2 моль/л та 0,6 моль/л.

Приклад 3. Початкові концентрації нітроген(ІІ) оксиду та кисню дорівнювали відповідно 4 моль/л і 2 моль/л, а через 20 хв за певної температури концентрація нітроген(ІІ) оксиду становила 2,8 моль/л. Обчисліть середню швидкість реакції, константу швидкості реакції та концентрацію кисню після 20 хв перебігу реакції.

Приклад 4. Як зміниться швидкість прямої реакції

Ν2 + 3Η2 ↔ 2ΝΗ3,

якщо об’єм газової суміші зменшити в 3 рази?

Приклад 5. Як зміниться швидкість прямої реакції

2SO2 + О2 ↔ 2SO3,

якщо тиск у системі зменшити у 2 рази?

Запитання та завдання

°1. Складіть математичний вираз швидкості прямих реакцій:

  • 2H2S (г) + 3О2 (г) = 2SO2 (г) + 2Н2О (г)
  • 4NH3 (г) + 5О2 (г) = 4NO (г) + 6Н2О (г)
  • CuSO4 (р) + 2NaOH (р) = Сu(ОН)2 (тв) ↓ + Na2SO4 (р)
  • ВаСО3 (тв) + 2НСl (р) = ВаСl2 (р) + Н2О (р) + СО2 (г)
  • Fe2O3 (тв) + СО (г) = 2FeO (тв) + СО2 (г)

2. Визначте швидкість реакції 2А (г) + В (г) = А2В (г) у початковий момент часу, якщо константа швидкості становить 6 • 10-2, а концентрації речовин А і В відповідно дорівнюють 0,3 моль/л і 0,4 моль/л.

3. Взаємодію речовин А і В описують рівнянням 2А (г) + В (г) = А2В (г). Концентрація речовини А дорівнює 5 моль/л, а речовини В — 2 моль/л. Якою є швидкість цієї реакції, якщо константа швидкості дорівнює 0,5?

4. Реакція NH3 (г) + НСl (г) = NH4Cl (тв) відбувається зі швидкістю 2 моль/л • с при концентраціях NH3 і НСl, що відповідно дорівнюють 2 і 4 моль/л. Якою є константа швидкості цієї реакції?

5. Швидкість реакції 2NO (г) + О2 (г) = 2NO2 (г) при концентрації нітроген(ІІ) оксиду 0,4 моль/л і кисню 0,2 моль/л дорівнює 0,016 моль/л • с. Обчисліть константу швидкості цієї реакції.

6. Початкові концентрації гідроген сульфіду та кисню дорівнювали відповідно 2 моль/л і 3 моль/л, а через 30 хв за певної температури концентрація гідроген сульфіду становила 1 моль/л. Обчисліть зміну концентрації кисню та середню швидкість реакції, яку описують рівнянням 2H2S (г) + 3О2 (г) = 2SO2 (г) + 2Н2О (г).

7. У системі речовин 4NH3 (г) + 3О2 (г) = 4N2 (г) + 6Н2О (г) початкова концентрація амоніаку дорівнювала 2 моль/л, а кисню — 1,5 моль/л. Через 10 с за певної температури перебігу реакції концентрація амоніаку стала 1 моль/л. Визначте швидкість та константу швидкості цієї реакції за законом діючих мас.

°8. Як зміниться швидкість прямої реакції 2СО (г) + О2 (г) = 2СО2 (г), якщо концентрацію карбон(ІІ) оксиду збільшити в 4 рази?

9. Як зміниться швидкість прямої реакції 2Н2 (г) + О2 (г) = 2Н2О (г), якщо початкову концентрацію водню та кисню збільшити в 4 рази?

10. Як зміниться швидкість прямої реакції О2 (г) + N2 (г) = 2NO (г) зі збільшенням концентрації кисню й азоту в 3 рази?

11. Як зміниться швидкість прямої реакції взаємодії вуглекислого газу та водню СО2 (г) + 4Н2 (г) ⇄ СН4 (г) + 2Н2О (г), якщо концентрації реагентів збільшити в 3 рази?

12. У скільки разів необхідно збільшити концентрацію гідроген сульфіду або кисню для реакції 2H2S (г) + О2 (г) = 2S (тв) + 2Н2О (р), щоб в обох випадках швидкість реакції зросла в 4 рази?

13. У реакційній посудині почалася реакція О2 (г) + 2СО (г) = 2СО2 (г). Через деякий час концентрації О2 і CO стали дорівнювати відповідно 0,7 моль/л і 1,6 моль/л. Обчисліть початкову концентрацію кисню О2, якщо початкова концентрація CO становила 2,3 моль/л.

14. Робота в парі. У дві посудини однакової ємності внесено: у першу — 1 моль газу А та 2 моль газу Б, у другу — 2 моль газу А та 1 моль газу Б. Температура газової суміші в обох посудинах однакова. Швидкості реакцій у посудинах описано такими кінетичними рівняннями:

  • а) v1 = k1 • С(А) • С(Б);
  • б) v2 = k2 • С2(А) • С(Б).

Чи відрізнятимуться швидкості реакцій у цих посудинах?



Підтримати сайт і наші Збройні Сили можна за посиланням на Buy Me a Coffee.