Сборник задач и упражнений по химии - 40 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

υ = –∆с / ∆t, (4.2.1)
а для образующегося вещества –
υ = –∆с / ∆t, (4.2.2)
где ∆с – изменение концентрации вещества за время ∆t.
Знаки в правой части этих уравнений различны, так как в ходе реакции концентрации исходных веществ
убывают (∆с < 0), а образующихся продуктов – возрастают (∆с > 0).
Скорость реакции зависит от природы реагирующих веществ, их концентрации, температуры и от присут-
ствия в системе катализаторов. Зависимость скорости реакции от концентраций определяется
законом дейст-
вия масс: при постоянной температуре скорость химической реакции прямо пропорциональна произведе-
нию молярных концентраций реагирующих веществ.
Так, для реакции типа: А + B ↔ AB закон действия масс выражается уравнением
υ = k [A] [B],
где [A] и [B] – концентрации вступающих в реакцию веществ моль/дм
3
, k – константа скорости реакции, зави-
сящая от природы реагирующих веществ.
Для реакции типа A + 2B ↔ AB
2
по закону действия масс можно записать
υ = k [A] [B]
2
. (4.2.3)
П р и м е р 52. Во сколько раз изменится скорость прямой и обратной реакции в системе
2SO
2(г)
+ O
2(г)
= 2SO
3(г)
,
если объем газовой смеси уменьшить в три раза? В какую сторону сместится равновесие системы?
Решение. Обозначим концентрации реагирующих веществ: [SO
2
] = a, [O
2
] = b, [SO
3
] = c. Согласно закону
действия масс, скорости (υ) прямой и обратной реакции до изменения объема будут равны
υ
пр
= ka
2
b; υ
обр
= k
1
c
2
.
После уменьшения объема гомогенной системы в три раза концентрация каждого из реагирующих ве-
ществ увеличится в три раза: [SO
2
] = 3a, [O
2
]= 3b; [SO
3
] = 3c. При этих концентрациях скорости (υ) прямой и
обратной реакции примут значения:
υ′
пр
= k (3a)
2
(3b) = 27ka
2
b; υ′
обр
= k
1
(3c)
2
= 9k
1
c
2
.
Откуда
.9
9
;27
27
2
1
2
1
обр
обр
2
2
пр
пр
==
υ
υ
==
υ
υ
ck
сk
bka
bka
Так как, скорость прямой реакции увеличилась в 27 раз, а обратной – только в 9 раз, следовательно, равно-
весие системы сместилось в сторону образования SO
3
.
При гетерогенных реакциях концентрации веществ, находящихся в твердой фазе, обычно не изменяются в
ходе реакции и поэтому не включаются в уравнение закона действия масс.
П р и м е р 53.
Напишите выражения закона действия масс для реакций: а) 2NO
(г)
+ Cl
2(г)
= 2NOCl
(г)
; б)
СaCO
3(кр)
= CaO
(кр)
+ CO
2(г)
.
Решение. а) υ = k [NO]
2
[Cl
2
].
б) Поскольку карбонат кальция – твердое вещество, концентрация которого не изменяется в хо-
де реакции, искомое выражение будет иметь вид: υ = k, т.е. в данном случае скорость реакции при определен-
ной температуре постоянна.
П р и м е р 54. Как изменится скорость реакции
2NO
(г)
+ O
2(г)
= 2NO
2(г)
;
если уменьшить объем реакционной смеси в 3 раза?
Решение. До изменения объема скорость реакции выражалась уравнением
υ = k [NO]
2
[O
2
].
Вследствие уменьшения объема концентрация каждого из реагирующих веществ возрастет в три раза.
Следовательно,
υ′ = k (3[NO])
2
(3[О
2
]) = 27k [NO]
2
[О
2
].
Сравнивая выражения для υ и υ′, находим, что скорость реакции возрастает в 27 раз.

Страницы