Гомогенная реакция протекает по уравнению а 2б

Расчеты изменения скорости реакции

Задача 331.
Реакция между веществами А и В выражается уравнением: А + 2В → С. Начальные концентрации составляют: [А]₀ = 0,03 моль/л, [В]0 = 0,05 моль/л. Константа скорости реакции равна 0,4. Найти начальную скорость реакции и скорость реакции по истечении некоторого времени, когда концентрация вещества А уменьшится на 0,01 моль/л.
Решение:
До изменения концентрации скорость реакции можно выразить уравнением:

v — скорость реакции, k — константа скорости реакции, [А] и [В] – концентрации исходных веществ.

Для нахождения скорости реакции по истечении некоторого времени учтём, что на образование 1 моля вещества С затрачивается 1 моль вещества А и 2 моля вещества В, поэтому при уменьшении концентрации вещества А на 0,01 моль/л, концентрация вещества В уменьшится соответственно на 0,02 моль/л (2 . 0.01 = 0,02). Тогда оставшиеся концентрации веществ будут равны [A]_ост. = 0.03 – 0,01 = 0,02 моль/л, [B]_ост. = 0,05 – 0,02 = 0,03моль/л. Тогда скорость реакции по истечении некоторого времени будет составлять:

Ответ: v₁ = 3 . 10 -5 ; v₂ = 7,2 . 10 -6 .

Задача 332.
Как изменится скорость реакции 2NO _(г.) + O_{2 (г.)} → 2NO_{2 (г.)}, если: а) увеличить давление в системе в 3 раза; б) уменьшить объем системы в 3 раза; в) повысить концентрацию в 3 раза?
Решение:
До изменения объёма, давления и концентрации скорость реакции можно выразить уравнением:

а) Вследствие увеличения давления в системе в 3 раза, соответственно концентрация каждого из реагирующих веществ возрастёт в 3 раза. Следовательно, теперь скорость реакции будет равна:

Тогда, сравнивая выражения v и v_а) , находим, что скорость реакции возрастает в 27 раз

б) при уменьшении объёма в 3 раза в системе концентрация каждого из реагирующих веществ возрастёт в 3 раза. Следовательно, теперь скорость реакции будет равна:

Тогда, сравнивая выражения v и v_б), находим, что скорость реакции возрастает в 27 раз

в) При увеличении концентрации NO в 3 раза скорость реакции будет равна:

Cравнивая выражения v и v_в), находим, что скорость реакции возрастает в 9 раз

Ответ: а) возрастёт в 27 раз; б) возрастёт в 27 раз; в) возрастёт в 9 раз.

Задача 333.
Две реакции протекают при 25 °С с одинаковой скоростью. Температурный коэффициент скорости первой реакции равен 2,0, а второй 2,5. Найти отношение скоростей этих реакций при 95°С.
Решение:
Зависимость скорости реакции (или константы скорости реакции) от температуры может быть выражена уравнением:

Здесь v_t и k_t — скорость и константа скорости реакции при температуре t °С; v_{(t + 10)} и k_{(t + 10)} те же величины при температуре (t + 10 °С); — температурный коэффициент скорости реакции, значение которого для большинства реакций лежит в пределах 2 — 4 (правило Вант-Гоффа). В общем случае, если температура изменилась на 95 °С, последнее уравнение преобразуется к виду:

Поскольку t = 70 °С (95 – 25 = 75), то, скорость реакции равна:

Скорость второй реакции равна:

Найдём отношение этих скоростей:

Ответ:

Задача 334.
Чему равен температурный коэффициент скорости реакции, если при увеличении температуры на 30 градусов скорость реакции возрастает в 15,6 раза?
Решение:
Согласно правилу Вант Гоффа зависимость скорости реакции от температуры выражается уравнением:

v_t и k_t — скорость и константа скорости реакции при температуре t °С; v_{(t + 10)} и k_{(t + 10)} те же величины при температуре (t + 10 °С); — температурный коэффициент скорости реакции, значение которого для большинства реакций лежит в пределах 2 – 4. Поскольку t = 30 °С, то, подставив в уравнение Вант-Гоффа значения по условию задачи, рассчитаем температурный коэффициент скорости реакции:

Ответ: 2,5.

Задача 335.
Температурный коэффициент скорости некоторой реакции равен 2,3. Во сколько раз увеличится скорость этой реакции, если повысить температуру на 25 градусов?
Решение:
Согласно правилу Вант Гоффа зависимость скорости реакции от температуры выражается уравнением:

v_t и k_t — скорость и константа скорости реакции при температуре t °С; v_{(t + 10)} и k_{(t + 10)} те же величины при температуре (t + 10 °С); — температурный коэффициент скорости реакции, значение которого для большинства реакций лежит в пределах 2 – 4. Поскольку t = 25 °С, то, обозначив скорость начальной реакции и скорость реакции при повышении температуры системы на 25 градусов соответственно через v и v’, можем записать:

Повышенный уровень сложности. 18.Температурный коэффициент скорости реакции равен 3

18.Температурный коэффициент скорости реакции равен 3. При повышении температуры на 30˚С скорость реакции возрастет в _________ раз.

19.Температурный коэффициент скорости реакции равен 2. При повышении температуры на 40˚С скорость реакции возрастет в _________ раз.

20.Температурный коэффициент скорости реакции равен 4. При понижении температуры на 20˚С скорость реакции уменьшится в _________ раз.

21.Температурный коэффициент скорости реакции равен 3. При понижении температуры на 40˚С скорость реакции уменьшится в _________ раз.

22.Температурный коэффициент реакции равен 2. Для возрастания скорости реакции в 8 раз температуру необходимо повысить на _________˚С.

23.Температурный коэффициент реакции равен 3. Для возрастания скорости реакции в 81 раз температуру необходимо повысить на _________˚С.

24.Температурный коэффициент реакции равен 4. Для уменьшения скорости реакции в 64 раза температуру необходимо понизить на _________˚С.

25.При температуре 40˚С реакция протекает за 25 сек, а при температуре 60˚С – за 4 сек. Температурный коэффициент реакции равен _________.(Запишите число с точностью до десятых.)

26.При температуре 40˚С реакция протекает за 4мин, а при температуре 20˚С – за 49 мин. Температурный коэффициент реакции равен _________.(Запишите число с точностью до десятых.)

27.Гомогенная реакция протекает по уравнению А + 2Б = АБ₂. При одновременном увеличении концентрации веществ А и Б в 3 раза скорость реакции возрастет в _________ раз. (Запишите число с точностью до целых.)

28.Гетерогенная реакция протекает по уравнению А_(тв) + 2Б_(г) = АБ_2(тв). При увеличении давления в 3 раза скорость реакции возрастет в _________ раз. (Запишите число с точностью до целых.)

Химическое равновесие

Базовый уровень сложности

1.Обратимой реакции соответствует уравнение

2.Обратимой реакции соответствует уравнение

3.В системе

N_2(г) + 3H_2(г) 2NH_3(г) + Q

смещению химического равновесия в сторону продуктов реакции будет способствовать

4.В системе

2CO_(г) CO_2(г) + C_(тв) + Q

смещению химического равновесия в сторону исходного вещества будет способствовать

5.На смещение химического равновесия в системе

2SO_2(г) + O_2(г) 2SO_3(г) + Q

не оказывает влияния

6.На смещение химического равновесия в системе

СO_(г) + Н₂O_(г) СO_2(г) + Н_2(г) + Q

не оказывает влияния

7.На смещение химического равновесия в системе

С₂Н₅ОН_(ж) + СН₃СООН_(ж) СН₃СООС₂Н_5(ж) + Н₂О_(ж) + Q

не оказывает влияния

8.Химическое равновесие в системе

Fe₂O_3(тв) + 3Н_2(г) 2Fe_(тв) + 3H₂O_(г) – Q

можно сместить в сторону продуктов реакции при

9.Химическое равновесие в системе

CO_2(г) + C_(тв) 2CO_(г) – Q

можно сместить в сторону продукта реакции при

10.Изменение давления не оказывает влияния на смещение равновесия в системе

1)	H2(г) + С2Н4(г) С2H6(г)
2)	2HCl(г) H2(г) + Cl2(г)
3)	2NH3(г) N2(г) + 3H2(г)
4)	2SO2(г) + O2(г) 2SO3(г)

11.При одновременном увеличении температуры и понижении давления равновесие сместится вправо в cистеме

1)	H2(г) + S(г) H2S(г) + Q
2)	H2(г) + Cl2(г) 2HCl(г) + Q
3)	2NH3(г) N2(г) + 3H2(г) – Q
4)	N2(г) + O2(г) 2NO(г) – Q

12.При одновременном увеличении температуры и увеличении давления равновесие сместится вправо в cистеме

1)	PCl5(г) PCl3(г) + Cl2(г) – Q
2)	СаO(тв) + СО2(г) СаСО3(тв) + Q
3)	3О2(г) 2О3(г) – Q
4)	2СO(г) CO2(г) + C(тв) + Q

13.Химическое равновесие в системе

2Н₂О_(г) 2Н_2(г) + О_2(г) – Q

можно сместить в сторону продуктов реакции при одновременном

14.Химическое равновесие в системе

СаO_(тв) + СО_2(г) СаСО_3(тв) +Q

можно сместить в сторону продукта реакции при одновременном

15.Химическое равновесие в системе

СО_2(г) + Н₂О_(ж) Н₂СО_3(ж) + Q

можно сместить в сторону исходных веществ при одновременном

16.Химическое равновесие в системе

С₄Н_8(г) + Н_{2 (г)} С₄Н_{10 (г)} + Q

можно сместить в сторону образования бутана при одновременном

17.Химическое равновесие в системе

N₂О_4(г) 2NO_2(г) – Q

можно сместить в сторону исходного вещества при одновременном

18.Для смещения равновесия в сторону продукта реакции в системе

СО_(г) + 2Н_2(г) СН₃ОН_(г) + Q

19.Какие из приведенных утверждений верны?

А. В состоянии химического равновесия скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции.

Б. Введение катализатора влияет на смещение химического равновесия.

20.Какие из приведенных утверждений верны?

А. В состоянии химического равновесия концентрация исходных веществ равна концентрации продуктов реакции.

Б. Введение катализатора не влияет на смещение химического равновесия.

Урок №75. Скорость химической реакции. Закон действующих масс

Образцы решений задач по теме «Скорость химической реакции»

Задача №1

Реакция протекает по уравнению А+В = 2С. Начальная концентрация вещества А равна 0,22 моль/л, а через 10 с — 0,215 моль/л. Вычислите среднюю скорость реакции.

Используем формулу для расчёта

υ = ± ΔС/Δτ = ± (0,215-0,22)/(10-0) = 0,0005 моль/л ∙ с

Задача №2

Вычислите, во сколько раз увеличится скорость реакции при повышении температуры от 30 до 70 ∘ С, если температурный коэффициент скорости равен 2.

По правилу Вант-Гоффа

υ=υ 0 ·γ (t2-t1)/10

По условию задачи требуется определить υ/υ 0 :

υ/υ 0 =2 (70-30)/10 = 2 4 = 16

Задача №3

Запишите кинетическое уравнение для следующих уравнений реакций:

А) S(тв) + O 2 (г) = SO 2 (г)

Б) 2SO 2 (г) + O 2 (г) = 2SO 3 (ж)

Согласно закону действующих масс, который действует для газов и жидкостей:

υ = к 2 C 2 (SO 2 )·C (O 2 )

Задача №4

Как изменится скорость реакции:

S (тв) + O 2 (г) = SO 2 (г)

при увеличении давления в системе в 4 раза?

Запишем кинетическое уравнение для реакции до повышения давления в системе. Обозначим концентрацию кислорода

С(О 2 ) = а, концентрация серы — твёрдого вещества не учитывается.

При повышении давления в 4 раза, объём уменьшается в 4 раза, следовательно концентрация газа кислорода увеличится в 4 раза и кинетическое уравнение примет вид:

Определяем, во сколько раз возрастёт скорость реакции:

υ ‘ /υ = к 1 4а / к 1 а = 4

Следовательно, при повышении давления в 4 раза, скорость данной реакции увеличится в 4 раза.

Задача №5

Как изменится скорость реакции:

2SО 2 (г) + O 2 (г) = 2SO 3 (г)

при увеличении давления в системе в 2 раза?

Запишем кинетическое уравнение для реакции до повышения давления в системе. Обозначим концентрацию SO 2

С(SО 2 ) = а, концентрация кислорода C(O 2 ) = b.

При повышении давления в 2 раза, объём уменьшается в 2 раза, следовательно концентрация газа кислорода и SO 2 увеличится в 2 раза и кинетическое уравнение примет вид:

υ ‘ = к 1 (2а) 2 ·2b = к 1 4а 2 ·2b= к 1 8а 2 ·b

Определяем, во сколько раз возрастёт скорость реакции:

υ ‘ /υ = к 1 8а 2 ·b / к 1 а 2 ·b =8

Следовательно, при повышении давления в 2 раза, скорость данной реакции увеличится в 8 раз.

Задача №6

При температуре 10 ºС реакция протекает за 5 мин, при 20ºС – за 1 мин. Рассчитайте температурный коэффициент скорости реакции.

1) При условии, что концентрация вещества (С), вступившего в реакцию, постоянна:

При температуре 10 ºС скорость реакции равна υ 0 =∆C/∆τ 0 ,

При температуре 30 ºС скорость реакции равна υ=∆C/∆τ,

υ=∆C/60, ∆C= 60υ. Следовательно, 300υ 0 =60υ, а υ/υ 0 =300/60=5.

2) По правилу Вант Гоффа: υ = υ 0 γ ∆t/10 , υ/υ 0 = γ ∆t/10

3) Согласно рассуждениям (1) и (2), получим γ (20-10)/10 = γ=5