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 системах речовин, що реагують:
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.
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) + 3H2 (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. Вихідні 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.
4. Концентрація кисню через 20 хв перебігу реакції становить:
5. Швидкість реакції обчислюємо за формулою
Тоді
6. Константу швидкості реакції обчислюємо за формулою
Запитання та завдання
°1. Складіть математичний вираз швидкості прямих реакцій:
°2. Як зміниться швидкість прямої реакції 2CO (г) + O2 (г) = 2CO2 (г), якщо концентрацію карбон(ІІ) оксиду збільшити в 4 рази?
3. Вихідні 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, що відбувається за рівнянням 2H2S (г) + 3O2 (г) = 2SO2 (г) + 2H2O (г).
4. У системі речовин 4NH3 (г) + 3O2 (г) = 4N2 (г) + 6H2O (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.
5. Визначте швидкість реакції 2 А (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.
6. Як зміниться швидкість прямої реакції 2H2 (г) + O2 (г) = 2H2O (г), якщо концентрацію вихідних речовин водню та кисню збільшити в 4 рази?
7. У скільки разів необхідно збільшити концентрацію гідроген сульфіду або кисню для реакції 2H2S (г) + O2 (г) = 2S (тв) + 2H2O (р), щоб в обох випадках швидкість реакції зросла в 4 рази?
8. Як зміниться швидкість прямої реакції O2 (г) + N2 (г) = 2NO (г) зі збільшенням концентрації кисню й азоту в 3 рази?
9. У реакційній посудині почалася реакція O2 (г) + 2CO (г) = 2CO2 (г). Через деякий час концентрації O2 і CO стали дорівнювати відповідно 0,7 моль/л і 1,6 моль/л. Обчисліть вихідну концентрацію кисню O2, якщо вихідна концентрація CO становила 2,3 моль/л.
10. Як зміниться швидкість прямої реакції взаємодії вуглекислого газу та водню
якщо концентрації
вихідних речовин збільшити в 3 рази?
11. Реакція між речовинами А і В відбувається згідно з 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?
*12. Реакція NH3 (г) + HCl (г) = NH4Cl (тв) відбувається зі швидкістю 2 моль/л • с при концентраціях NH3 і HCl, що відповідно дорівнюють 2 і 4 моль/л. Якою є константа швидкості цієї реакції?
*13. Швидкість реакції 2NO (г) + O2 (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.
Це матеріал з підручника Хімія 9 клас Бутенко (поглиблений рівень)