Расчеты изменения скорости реакции
Задача 331.
Реакция между веществами А и В выражается уравнением: А + 2В → С. Начальные концентрации составляют: [А]0 = 0,03 моль/л, [В]0 = 0,05 моль/л. Константа скорости реакции равна 0,4. Найти начальную скорость реакции и скорость реакции по истечении некоторого времени, когда концентрация вещества А уменьшится на 0,01 моль/л.
Решение:
До изменения концентрации можно выразить уравнением:
v - , k - константа скорости реакции, [А] и [В] – концентрации исходных веществ.
Тогда
Для нахождения скорости реакции по истечении некоторого времени учтём, что на образование 1 моля вещества С затрачивается 1 моль вещества А и 2 моля вещества В, поэтому при уменьшении концентрации вещества А на 0,01 моль/л, концентрация вещества В уменьшится соответственно на 0,02 моль/л (2 . 0.01 = 0,02). Тогда оставшиеся концентрации веществ будут равны [A]ост. = 0.03 – 0,01 = 0,02 моль/л, [B]ост. = 0,05 – 0,02 = 0,03моль/л. Тогда по истечении некоторого времени будет составлять:
Ответ: v1 = 3 . 10-5; v2 = 7,2 . 10-6.
Задача 332.
Как изменится скорость реакции 2NO (г.) + O2 (г.) → 2NO2 (г.), если: а) увеличить давление в системе в 3 раза; б) уменьшить объем системы в 3 раза; в) повысить концентрацию в 3 раза?
Решение:
До изменения объёма, давления и концентрации можно выразить уравнением:
v - , k - , [NO] и [O2] – концентрации исходных веществ.
а) Вследствие увеличения давления в системе в 3 раза, соответственно концентрация каждого из реагирующих веществ возрастёт в 3 раза. Следовательно, теперь будет равна:
Тогда, сравнивая выражения v и vа) , находим, что возрастает в 27 раз
б) при уменьшении объёма в 3 раза в системе концентрация каждого из реагирующих веществ возрастёт в 3 раза. Следовательно, теперь скорость реакции будет равна:
Тогда, сравнивая выражения v и vб), находим, что возрастает в 27 раз
в) При увеличении концентрации NO в 3 раза скорость реакции будет равна:
Cравнивая выражения v и vв), находим, что возрастает в 9 раз
Ответ: а) возрастёт в 27 раз; б) возрастёт в 27 раз; в) возрастёт в 9 раз.
Задача 333.
Две реакции протекают при 25 °С с одинаковой скоростью. Температурный коэффициент скорости первой реакции равен 2,0, а второй 2,5. Найти отношение скоростей этих реакций при 95 °С.
Решение:
Зависимость (или ) от температуры может быть выражена уравнением:
Здесь vt и kt - и при температуре t °С; v(t + 10) и k(t + 10) те же величины при температуре (t + 10 °С); 
- , значение которого для большинства реакций лежит в пределах 2 - 4 (). В общем случае, если температура изменилась на 95 °С, последнее уравнение преобразуется к виду:
Поскольку 
t = 70 °С (95 – 25 = 75), то, равна:
Скорость второй реакции равна:
Найдём отношение этих скоростей:
Ответ: 4,77.
Задача 334.
Чему равен температурный коэффициент скорости реакции, если при увеличении температуры на 30 градусов скорость реакции возрастает в 15,6 раза?
Решение:
Согласно зависимость от температуры выражается уравнением:
vt и kt - и константа скорости реакции при температуре t °С; v(t + 10) и k(t + 10) те же величины при температуре (t + 10 °С); - , значение которого для большинства реакций лежит в пределах 2 – 4. Поскольку t = 30 °С, то, подставив в значения по условию задачи, рассчитаем :
Ответ: 2,5.
Задача 335.
Температурный коэффициент скорости некоторой реакции равен 2,3. Во сколько раз увеличится скорость этой реакции, если повысить температуру на 25 градусов?
Решение:
Согласно зависимость от температуры выражается уравнением:
vt и kt - скорость и константа скорости реакции при температуре t °С; v(t + 10) и k(t + 10) те же величины при температуре (t + 10 °С); - , значение которого для большинства реакций лежит в пределах 2 – 4. Поскольку t = 25 °С, то, обозначив скорость начальной реакции и при повышении температуры системы на 25 градусов соответственно через v и v', можем записать:
Ответ: в 8 раз.
