Примеры решения задач:
Задачи с использованием закона действия масс
Пример 1
Во сколько раз изменится скорость прямой химической реакции, протекающей в гомогенной системе: 2NO + Br2 = 2NOBr2
при: а) увеличении концентрации NO в два раза
б) уменьшении концентрации Br2 в три раза
Решение
Т. к. сказано, что система гомогенная, то все вещества находятся в газовой фазе и их концентрации входят в формулу закона действия масс. Запишем выражение закона для этой реакции: 1 = k[NO]2[Br2]
а) При увеличении концентрации NO в три раза формула закона действия масс будет выглядеть следующим образом: 2 = k[2NO]2[Br2]=4k[NO]2[Br2](вынесли 2 из-под знака концентрации и возвели её в квадрат). Таким образом 2/1 = 4k[NO]2[Br2]/ k[NO]2[Br2] =4. Следовательно скорость прямой реакции увеличится в 4 раз.
б)
При уменьшении
концентрации Br2
в три раза формула закона действия масс
будет выглядеть следующим образом: 2
= k[NO]2[
Br2]
=
k[NO]2[Br2].
Таким образом 2/1
=
k[NO]2[Br2]/
k[NO]2[Br2]=
.
Следовательно скоростьпрямой
реакции
уменьшится в 3 раза.
Пример 2
Во сколько раз изменится скорость прямой химической реакции, протекающей в системе: 3А(г) + В(г) =2С(г)
при: а) увеличении объёма в пять раз
б) увеличении давления в два раза
Решение
Т. к. все вещества находятся в газообразном состоянии, то их концентрации входят в формулу закона действия масс.
Запишем выражение закона для этой реакции: 1 = k[А]3[B]
а)
При увеличении объёма (или при уменьшении
давления ) в n-е
количество раз концентрации реагирующих
газообразных веществ уменьшаются в
такое же количество раз, т. е. при
увеличении объёма в пять раз концентрации
А
и В
уменьшаются в пять раз. Отсюда 2
= k[
А]3[
B]
=
k[А]3[B
] (вынесли
из-под знака концентрации, возвели её
в куб и умножили на
). Таким образом2/1
=
=
k[А]3[B
]/ k[А]3[B
] =
.
Следовательно скоростьпрямой
реакции
уменьшится в 625 раз.
б) При увеличении давления ( или уменьшении объёма ) в n-е количество раз концентрации реагирующих газообразных веществ увеличиваются в такое же количество раз, т. е. при увеличении давления в два раза концентрации А и В увеличиваются в два раза. Отсюда 2 = k[2А]3[2B] = 16k[А]3[B ]. Таким образом 2/1 = =16k[А]3[B ]/ k[А]3[B ] =16. Следовательно скорость прямой реакции увеличится в 16 раз.
Пример 3
Как скажется уменьшение объёма в четыре раза на скорости следующих реакций:
а) 2С(к) + О2(г) = 2СО(г)
б) 2КМ(к) = 2К(к) + М(г)
Решение
а) Так в данной системе одно из веществ ( С ) находится в кристаллическом состоянии, то его концентрация не будет входить в формулу закона действия масс. Следовательно 1 = k [О2]. При уменьшении объёма в четыре раза концентрация О2 увеличивается в четыре раза и 2 = k[4О2] = 4 k[О2]. Отсюда 2/1 = =4k[О2]./ k[О2].= 4 и скорость прямой реакции увеличится в 4 раза.
б) Поскольку среди исходных веществ имеется только одно вещество, причём в кристаллическом состоянии, то изменение объёма не будет влиять на скорость прямой реакции и она не изменится. __________________________________________________________________________
СОВЕТ: обращайте внимание на то, в каком агрегатном состоянии находится вещество в реакции и помните, что концентрации веществ в кристаллическом состоянии не учитываются.