Зависимость скорости химической реакции от площади поверхности соприкосновения

Т.З.Савич предложила для иллюстрации роста площади поверхности по мере дробления кристаллов вещества задачу:

Для реакции с соляной кислотой взяли гранулы цинка, имеющие форму кубиков. В первом случае их не изменяли, во втором каждую гранулу разрезали в трех взаимно перпендикулярных направлениях, но так, что из нее получилось 8 маленьких кубиков. Во сколько раз могла увеличиться скорость реакции во втором случае.

Задание: 1) Решите эту задачу, приняв первоначальную длину ребра куба за «а», а длину ребра каждого маленького кубика за а/2.

2) Запомните текст этой задачи.

Задачи на зависимость скорости реакции от температуры:

Учащиеся массовых школ должны усвоить роль температуры в повышении скорости химических реакций и научиться пользоваться правилом Вант-Гоффа. Для решения последней дидактической задачи методисты предложили серию упражнений.

Задача 1. При температуре 100⁰ реакция протекает за 10 мин. Рассчитайте, как долго она продлится, если температуру понизить на 10⁰С. /Гаврусейко Н.П. /.

Задача 2. При повышении температуры на 10⁰С скорость некоторой химической реакции возрастает в два раза. При 20⁰С она равна 0,04 моль/(л·с). Какова будет скорость этой реакции при: а)40⁰С; б)10⁰С; в)0⁰С; /Гольдфарб Я.Л./

Задача 3. При 40⁰С скорость химической реакции 0,2 моль/(л·с). Постройте график, выражающий зависимость скорости реакции от температуры. При возрастании температуры на 10⁰С скорость реакции увеличивается в 2 раза. /Гольдфарб Я.Л./

Задача 4. При 30⁰С скорость химической реакции равна 0,01 моль/(л·мин). Какова она будет при: а)0⁰С; б)60⁰С, если при повышении температуры на 10⁰С она возрастает в 3 раза. /Гольдфарб Я.Л./

Задача 5. При повышении температуры на каждые 10⁰С скорость реакции увеличивается в 3 раза. Во сколько раз скорость этой реакции возрастает при нагревании реагирующих веществ от 20⁰С до 80⁰С? /Савич Т.З./.

Задача 6. Скорость реакции гидратации метафосфорной кислоты составляет при 0⁰ 0,106; при 10⁰С-0,367; при 20⁰С-0,990; при 30⁰С-2,70. Находится ли температурный коэффициент этой реакции в соответствии с правилом Вант-Гоффа?

Задание: Вдумайтесь в содержание шести задач, определите назначение каждой. Составьте подобные задачи. Решите задачи. Скажите, один или множество ответов может быть для задачи 1? Каким должен быть ответ, если γ=2, γ=3, γ=2,5, γ=2,7, γ=4.

Зависимость скорости реакции от катализатора:

Действие катализатора связано с тем, что он вступает в промежуточные взаимодействия с реагирующими веществами, направляя процесс на новый реакционный путь. И объясняется, в основном, тем, что, меняя механизм реакции, он снижает энергию активации. Сделать наглядным сказанное можно с помощью двух изображений: рис.1/Зайцев О.С. Общая химия/, рис.2 /Зоммер К. Аккумулятор знаний по химии/.

На рис.1 под цифрой 1 показан путь образования вещества АБ в отсутствии катализатора, под цифрой II – его образование в присутствии катализатора. На рис. 2 Е_а –энергия активации некаталитической реакции разложения пероксида водорода, Е_а^/ – каталитической реакции. Е_а^/ < Е_а. На рис.1видно, что энергия активации промежуточных реакций меньше, чем некаталитической реакции. Видно, что по ходу каталитических реакций возникают активированные комплексы, причем вещества в них занимают строго определенное положение по отношению друг к другу и катализатору (рис.2). По окончании реакции катализатор оказывается свободным.

Проверить понимание главного в катализе можно через программированные задания Сорокина В.В., Злотникова Э.Г. Как ты знаешь химию?:

1. Ход взаимодействия веществ А и В, протекающего с экзотермическим эффектом, показан на диаграмме линией. Присутствие катализатора ведет к получению вещества АВ по пути:

(1) а

(2) б

(3) в

(4) не влияет на ход реакции

2. На рисунке показана энергетическая

Диаграмма двух различных механизмов для

Одной и той же химической реакции. Энергия

Активации реакции, идущей в присутствии

Катализатора, имеет значение соответствующее:

(1) А

(2) Б

(3) В

(4) Г