1.2 Примеры решения задач:

1.2.1 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 NOв два раза;

б) уменьшении концентрации Br₂в 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 NOв два раза формула закона действия масс будет выглядеть следующим образом:₂=k[2NO]²[Br₂]=4k[NO]²[Br₂] (вынесли2из-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 в4раза.

б) При уменьшении концентрации Br₂в 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, скорость прямой реакции уменьшится в3раза.

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 концентрацииАиВ уменьшаются в пять раз. Отсюда₂=k[А]³[B] =k[А]³[B] (вынеслииз-под знака концентрации, возвели её в куб и умножили на). Таким образом₂/₁ = =k[А]³[B]/k[А]³[B] =. Следовательно, скорость прямой реакции уменьшится в625раз.

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 концентрацииАиВувеличиваются 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 в16раз.

Пример 3

Как скажется уменьшение объёма в четыре раза на скорости следующих реакций: а) 2С_(к)+ О_2(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 концентрацияО₂увеличивается в четыре раза и₂=k[4О₂] = 4k[О₂]. Отсюда₂/₁ = =4k[О₂]./k[О₂].= 4 и скорость прямой реакции увеличится в4раза.

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. ______________________________________________________________________