6. Химическая кинетика

Скорость химической реакции - это изменение концентрации реагирующих веществ в единицу времени.

При гомогенных реакциях пространством реакции обозначается объем реакционного сосуда, а при гетерогенных - поверхность, на которой протекает реакция. Концентрацию реагирующих веществ обычно выражают в моль/л - количестве молей вещества в 1 литре раствора. Скорость химической реакции зависит от природы реагирующих веществ, концентрации, температуры, давления, поверхности соприкосновения веществ и ее характера, присутствия катализаторов. Увеличение концентрации веществ, вступающих в химическое взаимодействие, приводит к увеличению скорости химической реакции.

Согласно действующих масс закону, , где v_A и v_B - стехиометрич. коэф. реагирующих веществ А и В, k - константа скорости.

Зависимость скорости реакции от температуры выражает правило Вант – Гоффа:

при изменение температуры на 10⁰С скорость реакции изменяется в 2 - 4 раза.

υ=υ₀*γ ^/10

ЗАДАЧИ

151.Вычислить, как и во сколько раз уменьшится скорость реакции N₂ + O₂ = 2NO при уменьшении давления в 100 раз.

152.Константа равновесия гомогенной системы N₂ + 3H₂ 2NH₃ при температуре, равной 300⁰С равна 0,1. Равновесные концентрации водорода и аммиака равны 0,4 моль/л и 0,16 моль/л. Вычислить равновесную и начальную концентрацию азота.

153.Реакция идет по уравнению N₂ + O₂ = 2NO. Концентрации исходных веществ до начала реакции были [N₂] = 0,049 моль/л; [O₂] = 0,02 моль/л. Вычислите начальную скорость реакции и скорость в момент, когда [NO] стала равной 0,005 моль/л.

154. Каким путем можно повысить выход NO₂ при реакциях, идущих по уравнениям: а) 2NO + O 2NO_{2 ­}– Н; б) N₂O₄ 2NO₂ + Н

155. При повышении температуры на 10⁰С скорость некоторой реакции взрастет в два раза. При 20⁰С она равна 0,04 моль/л.ч. Какова будет скорость этой реакции при 40⁰С и 0⁰С?

156.Написать выражение для константы равновесия гомогенной системы: СН₄ + CO₂ 2CO + 2Н₂; Как следует изменить температуру и давление, чтобы повысить выход водорода? Прямая реакция – эндотермическая.

157.При понижении температуры на 30⁰ скорость реакции уменьшилась в 27 раз. Вычислить температурный коэффициент реакции.

158.В гетерогенной системе FeO _(Т) + Н_2(Г) Fe _(Т) + Н₂О_(П) равновесные концентрации реагирующих веществ: [Н₂] = 0,1 моль/л; [Н₂О] _(пар) = 0,4 моль/л. Вычислить константу равновесия системы и исходную концентрацию водорода.

159.Реакция идет по уравнению N₂ + 3H₂ 2NH₃ Концентрации участвующих в ней веществ были: [Н₂] = 1,5 моль/л; [N₂] = 0,80 моль/л; [NН₃] = 1,10 моль/л. Вычислите концентрации Н₂ и NН₃, когда [N₂] стала равной 0,50 моль/л.

160. Равновесие реакции H₂ + Br₂ 2hbr установилось при следующих равновесных концентрациях: [Н₂] = 1,5 моль/л; : [Br₂] = 0,3 моль/л; [HBr] = 4,8 моль/л. Определить исходные концентрации водорода и брома.

161.Взаимодействие окиси углерода и хлора идет по уравнению: СО + Сl₂ COCl₂ Концентрация окиси углерода 0,3 моль/л, а хлора 0,2 моль/л. Как изменится скорость прямой реакции, если увеличить концентрацию хлора до 0,6 моль/л, а концентрацию окиси углерода до 1,2 моль/л?

162.Вычислить константу равновесия для гомогенной системы CO _(Г) + Н₂O _(Г) = CO_{2 (Г)} + Н_{2 (Г)} если равновесные концентрации реагирующих веществ: [СО] = 0,004 моль/л; [Н₂О] = 0,064 моль/л; [СО₂] = 0,016 моль/л; [Н₂] = 0,016 моль/л.

163.Если температурный коэффициент скорости реакции равен 2, то во сколько раз возрастет скорость химической реакции при повышении температуры от 200⁰С (Т₁) до 500⁰С (Т₂)?

164.Почему при изменении давления смещается равновесие системы N₂ + 3H₂ 2NH₃ и не смещается равновесие системы N₂ + О₂ 2NО. Написать выражение констант равновесия каждой из данных систем.

165.При 150⁰ некоторая реакция заканчивается в 10 мин. Принимая температурный коэффициент реакции равным 2,5 рассчитайте, через сколько минут закончилась бы эта реакция при 200⁰С и при 80⁰С.

166. В гомогенной системе СО + Сl₂ COCl₂ равновесные концентрации реагирующих веществ: [СО] = 0,2 моль/л; [Сl₂] = 0,3 моль/л; [СОCl₂] = 1,2 моль/л. Вычислить константу равновесия системы и исходные концентрации хлора и СО.

167.Константа скорости реакции 2SO₂ + O₂ 2SO₃ при некоторой температуре равна 0,0015 л/мольсек. Определите скорость реакции в момент, когда концентрации диоксида серы и кислорода соответственно равны 0,06 и 0,045 моль/л.

168.В гомогенной системе А + 2В С равновесные концентрации реагирующих газов:

[А] = 0,06 моль/л; [В] = 0,12 моль/л; [С] = 0,216 моль/л. Вычислить константу равновесия системы и исходные концентрации веществ.

169.Химическая реакция протекает в растворе согласно уравнению А + В С, исходные концентрации: [А] = 0,80 моль/л; [В] = 1,60 моль/л. Спустя 20 мин. концентрация [А] снизилась до 0,78 моль/л. Какова стала концентрация вещества [В]? С какой средней скоростью за это время протекает реакция, если о скорости судить по убыли вещества [А], вещества [В]?

170.Исходные концентрации [NO] и [Cl₂] в гомогенной системе 2NО + Cl₂ 2NОCl составляют соответственно 0,5 и 0,2 моль/л. Вычислить константу равновесия, если к моменту наступления прореагировало 20% NO.

171.При повышении температуры на 10⁰С скорость некоторой реакции возрастет в два раза. При 20⁰С она равна 0,04 моль/л.ч. Какова будет скорость этой реакции при 40⁰С и 0⁰С?

172.Написать выражение для константы равновесия гомогенной системы СН₄ + СО₂ 2Н₂ + 2СО Как следует изменить температуру и давление, чтобы повысить выход водорода? Прямая реакция - эндотермическая.

173. Примем скорость некоторой химической реакции при 0⁰С за единицу. Чему будет равна скорость той же химической реакции при 200⁰С, если температурный коэффициент скорости равен 3?

174. Равновесие реакции H₂ + Br₂ 2hbr установилось при следующих равновесных концентрациях: [Н₂] = 0,5 моль/л; [Br₂] = 0,1 моль/л; [HBr] = 1,6 моль/л. Определить исходные концентрации водорода и брома.

175. Реакция идет по уравнению H₂ + J₂ 2hJ. При 508⁰С константа скорости этой реакции равна 0,16 л/моль мин. Вычислите начальную скорость реакции, если исходные данные концентрации водорода и йода были равны 0,04 и 0,5 моль/л соответственно. Чему будет равна скорость этой реакции, когда концентрация водорода понизится до 0,03 моль/л?