ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
то его концентрация не изменяется в ходе реакции. Искомое вы-
ражение для скорости прямой реакции будет иметь вид:
11
kх = ,
т.е. в данном случае скорость прямой реакции при определенной
температуре постоянна.
Пример 6. Реакция между веществами А и В протекает по
уравнению 2А + В = С. Концентрация вещества А равна 6 моль/л,
а вещества В – 5 моль/л. Константа скорости реакции равна 0,5
л
2
⋅моль
-2
⋅с
-1
. Вычислите скорость химической реакции в началь-
ный момент и в момент, когда в реакционной смеси останется
45% вещества В.
Решение: 1. Согласно закону действующих масс скорость
химической реакции прямо пропорциональна произведению кон-
центрации реагирующих веществ в степенях, равных стехиомет-
рическим коэффициентам. Следовательно, для уравнения реак-
ции в нашем примере
[] []
BA
2
11
⋅= kх .
Подставляя в данное выражение исходные величины, полу-
чаем скорость химической реакции в начальный момент:
90565,0
2
1
=⋅⋅=х моль⋅л
-1
⋅с
-1
.
2. По истечении некоторого времени в реакционной смеси
осталось 45% вещества В, что составляет концентрацию, равную
[
]
25,245,05B =
⋅
=
моль/л.
3. Концентрация вещества В уменьшилась на
75,225,25 =
−
моль/л.
Следовательно, концентрация вещества А уменьшилась на
5,5275,2 =
⋅
моль/л
где «2» – стехиометрический коэффициент, стоящий перед веще-
ством А и стала равной
[
]
5,05,56A =
−
=
моль/л.
4. Скорость химической реакции, когда в реакционной сме-
си останется 45 % вещества В, равна:
28,025,25,05,0
2
1
=⋅⋅=х моль⋅л
-1
⋅с
-1
.
Пример 7. Как изменится скорость образования оксида азо-
48
та (IV) в соответствии с реакцией:
22
2NOO2NO →
+
,
если давление в системе увеличить в 3 раза, а температуру оста-
вить неизменной?
Решение: Увеличение давления в системе вызовет умень-
шение объема системы, что приводит к увеличению концентра-
ции реагирующих веществ. Следовательно, если увеличить дав-
ление в системе в 3 раза, то и концентрация реагирующих ве-
ществ возрастет в 3 раза. Согласно закону действующих масс
скорость реакции равна:
[
]
[
]
2
2
1
ONO ⋅⋅= kх .
После увеличения давления в системе:
[
]
[
]
2
2
2
O3NO3 ⋅⋅⋅⋅= kх .
Скорость реакции возросла:
[
]
[
]
[][]
[
]
[
]
[][]
27
ONO
ONO33
ONO
O3NO3
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
2
=
⋅⋅
⋅⋅⋅⋅
=
⋅⋅
⋅⋅⋅⋅
=
k
k
k
k
υ
υ
раз
3.2.2. Влияние температуры на скорость реакций.
Правило
Вант-Гоффа и уравнение Аррениуса
Многочисленные эксперименты показывают, что при по-
вышении температуры скорость большинства химических реак-
ций существенно возрастает. Согласно
правилу Вант-Гоффа при
повышении температуры на каждые 10 К скорость реакций уве-
личивается в 2-4 раза.
Это правило связано с понятием температурного коэффи-
циента скорости реакции, определяемого следующим соотноше-
нием:
T
T
k
k
10+
=
γ
. (3.16)
Значение температурного коэффициента дает возможность
рассчитать изменение скорости реакции при увеличении темпе-
ратуры от
Т
1
до Т
2
по формуле:
49
то его концентрация не изменяется в ходе реакции. Искомое вы-
ражение для скорости прямой реакции будет иметь вид: та (IV) в соответствии с реакцией:
х1 = k1 , 2NO + O 2 → 2NO 2 ,
т.е. в данном случае скорость прямой реакции при определенной если давление в системе увеличить в 3 раза, а температуру оста-
температуре постоянна. вить неизменной?
Пример 6. Реакция между веществами А и В протекает по Решение: Увеличение давления в системе вызовет умень-
уравнению 2А + В = С. Концентрация вещества А равна 6 моль/л, шение объема системы, что приводит к увеличению концентра-
а вещества В – 5 моль/л. Константа скорости реакции равна 0,5 ции реагирующих веществ. Следовательно, если увеличить дав-
л2⋅моль-2⋅с-1. Вычислите скорость химической реакции в началь- ление в системе в 3 раза, то и концентрация реагирующих ве-
ный момент и в момент, когда в реакционной смеси останется ществ возрастет в 3 раза. Согласно закону действующих масс
45% вещества В. скорость реакции равна:
Решение: 1. Согласно закону действующих масс скорость х 1 = k ⋅ [NO] ⋅ [O 2 ] .
2
химической реакции прямо пропорциональна произведению кон-
После увеличения давления в системе:
центрации реагирующих веществ в степенях, равных стехиомет-
х 2 = k ⋅ [3 ⋅ NO] ⋅ [3 ⋅ O 2 ] .
2
рическим коэффициентам. Следовательно, для уравнения реак-
ции в нашем примере Скорость реакции возросла:
х1 = k1 [A ] ⋅ [B] . k ⋅ [3 ⋅ NO] ⋅ [3 ⋅ O 2 ] 3 2 ⋅ 3 ⋅ k ⋅ [NO] ⋅ [O 2 ]
2 2
2
υ 2
= = = 27 раз
υ1 k ⋅ [NO] ⋅ [O 2 ] k ⋅ [NO] ⋅ [O 2 ]
2 2
Подставляя в данное выражение исходные величины, полу-
чаем скорость химической реакции в начальный момент:
х1 = 0,5 ⋅ 6 2 ⋅ 5 = 90 моль⋅л-1 ⋅с-1.
3.2.2. Влияние температуры на скорость реакций.
2. По истечении некоторого времени в реакционной смеси Правило Вант-Гоффа и уравнение Аррениуса
осталось 45% вещества В, что составляет концентрацию, равную
[B] = 5 ⋅ 0,45 = 2,25 моль/л. Многочисленные эксперименты показывают, что при по-
3. Концентрация вещества В уменьшилась на вышении температуры скорость большинства химических реак-
5 − 2,25 = 2,75 моль/л. ций существенно возрастает. Согласно правилу Вант-Гоффа при
Следовательно, концентрация вещества А уменьшилась на повышении температуры на каждые 10 К скорость реакций уве-
2,75 ⋅ 2 = 5,5 моль/л личивается в 2-4 раза.
Это правило связано с понятием температурного коэффи-
где «2» – стехиометрический коэффициент, стоящий перед веще-
циента скорости реакции, определяемого следующим соотноше-
ством А и стала равной
нием:
[A ] = 6 − 5,5 = 0,5 моль/л. k T +10
4. Скорость химической реакции, когда в реакционной сме- γ = . (3.16)
си останется 45 % вещества В, равна: kT
х1 = 0,5 ⋅ 0,5 2 ⋅ 2,25 = 0,28 моль⋅л-1 ⋅с-1. Значение температурного коэффициента дает возможность
рассчитать изменение скорости реакции при увеличении темпе-
Пример 7. Как изменится скорость образования оксида азо-
ратуры от Т1 до Т2 по формуле:
49
48
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 24
- 25
- 26
- 27
- 28
- …
- следующая ›
- последняя »
