Даем определение скорости химической реакции. Скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ с учетом коэффициентов стоящих перед веществами в уравнении:
Начнем решение задачи по порядку:
Объяснение:
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА ВАРИАНТ№2
«ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА»
Fе3O4 (к)+ 4H2 (г)= 3Fe (k) + 4H2O(г) +Q
1. Записать уравнения скоростей для прямой и обратной реакции.
2. Во сколько раз возрастёт скорость прямой реакции, если увеличить концентрацию Н2 в 3 раза.
3. Во сколько раз возрастёт скорость реакции , если повысить температуру с 80 С до 100 С, а температурный коэффициент равен 2
4. Напишите выражение для константы равновесия указанной реакции. В сторону
какой реакции (прямой или обратной, не влияет) сместится равновесие, если
повысить а) температуру в)давление с)концентрацию железа.
Fе3O4 (к)+ 4H2 (г)= 3Fe (k) + 4H2O(г) +Q
Рассмотрим приведенное уравнение. Данная реакция гетерогенная. Между исходными веществами есть граница раздела.
Прямая реакция: железная окалина кристаллическое в-во, а водород - газ; и обратная реакция: железо - кристаллическое вещество, пары воды - газ. Для таких условий скорость реакции зависит только о веществ взятых газообразной форме
υ(прям) = k₁ [H₂]⁴ υ(обрат) = k₂ [H₂O]⁴
Скорость прямой реакции от концентрации железной окалины не зависит, также как и скорость обратной реакции от концентрации железа не зависит.
2. Во сколько раз возрастёт скорость прямой реакции, если увеличить концентрацию Н2 в 3 раза
υ(прям) = k₁ [H₂]⁴
Примем, что в начальных условиях концентрация водорода была равна 1 моль/л
υ(прям) = k₁ [1 ]⁴ но единица в любой степени единица и скорость реакции будет пропорциональна коэффициенту k
Теперь увеличим концентрацию водорода в 3 раза:
υ(прям) = k₁ [3 ]⁴ = 81k то есть скорость прямой реакции возрастет в 81 раз.
3. Во сколько раз возрастёт скорость реакции , если повысить температуру с 80 С до 100 С, а температурный коэффициент равен 2
Температурный коэффициент показывает во сколько раз изменится скорость реакции при изменении температуры на каждые 10° С.
В нашей задачи температура повысилась на 100-80 = 20°С. Сколько здесь десятков градусов - два. А где температурный коэффициент γ = 2
А теперь увеличили температуру на 10° - во сколько раз возрастет скорость - в два раза, А на 20° 2² = 4 в четыре раза, а на 30° - в 2³ = 8 в восемь раз.
Теперь рассмотрим уравнение реакции с другой стороны:
(-Q) Fе3O4 (к)+ 4H2 (г)= 3Fe (k) + 4H2O(г) +Q
прямая реакция слева направо идет с выделением теплоты (+Q)
а обратная - справa налево - с поглощением теплоты (-Q)
При воздействии на равновесную систему химическое равновесие
смещается в сторону, противодействующую этому воздействию
Будем повышать температуру - куда сместиться равновесие?
В сторону прямой реакции? В этом направлении теплота и так выделяется - значит в сторону обратной реакции, где теплота поглощается.
В прямой реакции участвуют 4 моль газа в составе исходных веществ и эти же 4 моль газа в составе конечных продуктов. Поэтому изменение давления не будет влиять на изменение направления равновесия.
Ну и наконец мы в самом начале нашего рассуждения говорили что добавляя или уберая часть тведых веществ нельзя влиять на скорость реакции, а также и на направление смещения равновесия.
