Руководство к практическим занятиям по общей химии. Смолова Л.М. - 97 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

97
Особенности кинетики гетерогенных реакций. Гетерогенные ре-
акции идут на поверхности раздела фаз, поэтому
особенностью кинети-
ки этих реакций является влияние площади реакционной поверхности
(S) на скорость реакции, при этом константа скорости k = k
′·S.
Если в реакции участвуют твердые или жидкие вещества (не рас-
творы), то их концентрация в уравнении (6.4), как и в ЗДМ для равнове-
сия, не учитывается. Например, для реакции
CaO
к
+ CO
2 (г)
= CaCO
3 к
кинетическое уравнение имеет вид V = k[CO
2
]
α
= k′S[CO
2
]
α
,
а для реакции CaO
к
+ H
2
O
ж
= Ca(OH)
2
к
− V = k = k′S.
Пример 1. Сложная необратимая реакция 2N
2
O
5
= 4NO
2
+ O
2
является реак-
цией первого порядка. Как изменится ее скорость при увеличении давления в 5 раз?
Решение. Кинетическое уравнение этой реакции в общем виде: V = k·[N
2
O
5
]
α
.
Так как реакция сложная, то возможно, что α ≠ 2. По условию порядок реакции α =
1. Для газовых реакций роль концентрации выполняет давление. Поэтому V = kP, и
если Р
1
= 5Р, то V
1
/V = 5, т.е. скорость возрастает в пять раз.
Пример 2. Для реакции 2NO + H
2
= N
2
O + H
2
O при 660 К измерена скорость
при различных концентрациях NO и H
2
:
NO, моль/л
−1
0,01 0,01 0,03
H
2
моль/л
−1
0,01 0,02 0,02
V моль л
−1
с
−1
2,5
.
10
−3
5
.
10
−3
45
.
10
−3
Найти константу скорости, порядки по реагентам и записать кинетическое уравнение.
Решение. Кинетическое уравнение для скорости этой реакции в общем виде:
V = k[NO]
α
[H
2
]
β
.
Данные таблицы позволяют найти порядки реакции по NO (α) и H
2
(β) методом
понижения порядка реакции, т.е. анализируя опыты, в которых один из реагентов
имеет неизменную концентрацию. Так, [NO] = 0,01 в первом и втором столбцах, при
этом [H
2
] изменяется в 2 раза и скорость при этом тоже возрастает в 2 раза, т.е. по-
рядок по H
2
(α) = 1.
;105,201,001,0kV
3
1
−βα
⋅=⋅⋅=
;10502,001,0kV
3
2
−βα
⋅=⋅⋅=
β
−
−
==
⋅
⋅
= 22
105,2
105
V
V
3
3
1
2
.
1
=
β
(частный порядок по H
2
).
Для второго и третьего столбцов, наоборот, [H
2
] одинакова, а [NO] − различны,
поэтому:

Страницы