ПРИКЛАДИ РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ. 1. Обчислити швидкість хімічної реакції 2NO+O2Û2NO2, якщо концентрація нітроґен(ІІ) оксиду протягом 10 хв зменшилася від 0,2 до 0,1 моль/л.

1. Обчислити швидкість хімічної реакції 2NO+O₂Û2NO₂, якщо концентрація нітроґен(ІІ) оксиду протягом 10 хв зменшилася від 0,2 до 0,1 моль/л.

Розв’язання

.

Швидкість хімічної реакції

Таким чином, середня швидкість реакції дорівнює ±0,01 моль/л×хв.

2. Визначити, у скільки разів зміниться швидкість прямої реакції NO+CO₂ÛNO₂+CO, якщо концентрацію нітроґен(ІІ) оксиду збільшити в 2 рази, а карбон(IV) оксиду в 3 рази.

Розв’язання

На основі закону діючих мас встановимо швидкість реакції при С₁ і С₂:

Швидкість реакції при С₁ становить v₁= k[NO][CO₂]; v₁ = k[1][1] = k.

Швидкість реакції при С₂ - v₁ = k[2][3] = k6.

Таким чином, швидкість прямої реакції збільшиться в разів.

3.Швидкість реакції при 180°С дорівнює 0,02 моль/л×хв. Очислити швидкість цієї реакції при 210°С, якщо температурний коефіцієнт реакції 2,7?

Розв’язання

.

v(t₂) моль/л×хв.

Таким чином, швидкість реакції при температурі 210°С дорівнює 0,3936 моль/л×хв.

4.При 30°С швидкість реакції 0,15 моль/л×хв, а при 50°С – 2,4 моль/л×хв. Розрахувати температурний коефіцієнт реакції.

;

;

g = 4.

Таким чином, температурний коефіцієнт реакції дорівнює 4.

5.З’ясувати, як зміниться рівновага реакції 2СО₂ Û 2СО + О₂ у разі підвищення тиску.

Розв’язання

2СО₂ Û 2СО + О₂

2V 3V

У ході розв’язування задачі застосовуємо наслідок із принципу Ле Шательє. Оскільки всі речовини перебувають у газоподібному стані, то в разі підвищення тиску хімічна рівновага зміститься в бік менших об’ємів, тобто ліворуч.

Таким чином, хімічна рівновага зміститься до СО₂, оскільки в лівій частині рівняння 2 об’єми, а в правій – 3.

6. Під час нагрівання суміші карбон(II) оксиду з хлором у закритому посуді встановилася рівновага CO + Cl₂ « COCl₂. Указати, як зміняться швидкості прямої та зворотної реакцій, якщо за незмінної температури збільшити тиск газової суміші вдвічі. Визначити, чи викличе зміна тиску зміщення хімічної рівноваги.

Розв’язання

Щоб знайти відношення швидкостей прямої та зворотної реакцій у стані рівноваги та відношення швидкостей цієї ж реакції за умов підвищеного тиску, запишемо вираз для закону діючих мас: v = K×C^A(A)×C^B(B).

Нехай рівноважні концентрації реагентів становлять C(CO) = а моль/л; C(Cl₂) = b моль/л, C(COCl₂) = с моль/л, тоді швидкість реакції у стані рівноваги дорівнюватиме: v(пр.) = К×а×в; v(зв.) = К×с.

Зі збільшенням тиску реагуючої системи у 2 рази концентрації всіх реагентів також збільшаться вдвічі. Тоді швидкості реакцій будуть відповідно дорівнювати: v¢(пр.) = К×2а×2в = 4К×а×в, v¢(зв.) = 2К×с.

Порівнюючи одержані вирази швидкостей, знаходимо, у скільки разів збільшиться швидкість прямої та зворотної реакцій:

.

Таким чином, зі збільшенням тиску в системі у 2 рази, швидкість прямої реакції збільшиться в 4 рази, а швидкість зворотної – у 2 рази. Отже, рівновага реакції зміститься в бік утворення фосгену СОСl₂.