Раздел 2. Скорость химической реакции

/. Средняя скорость химической реакции.

Задание 1. Определите, какие из следующих реакций являются гомогенными, а какие — гетерогенными:

1. КОН_(р._р) + HNO₃ = KNO₃ + Н₂О; 7. С + О₂ = СО₂;

2. 2А1(ОН)₃ = А1₂О₃ + 3Н₂О; 8. 3Н₂ + N₂ = 2NH₃;

3. AgNO_3(p._p) + HCl = AgCl + HNO₃; 9. 2SO₂ + O₂ = 2SO₃;

4. Na₂SO_3(P._p) + H₂SO₄ = Na₂SO₄ +SO₂ + H₂O; 10. NH₃ + HCl = NH₄C1;

5. 2KC1O₃ = 2KC1 + 3O₂ 11. Zn + 2HC1 = ZnCl₂ + H₂;

6. MgCO₃ + 2HC1 = MgCl₂ + H₂O + CO₂;

В каких из вышеуказанных реакций взаимодействие происходит между ионами? Скорость этих реакций будет выше или ниже, чем скорость реакции между молекулами (атомами)?

Задание 2. Напишите математические выражения для расчета средней скорости реакции 2СО + О₂ = 2СО₂ а) по веществу СО; б) по веществу О₂; в) по веществу СО₂. Как изменяются в ходе реакции концентрации веществ СО, О₂ и СО₂? Как при этом изменяется скорость данной химической реакции?

Задание 3. Выберите, при добавлении какого из следующих металлов: Ва, К, Zn, Ag, Al, Fe, - к раствору серной кислоты скорость реакции будет выше (ниже)? Реакции идут в одинаковых условиях.

Задание 4. В две пробирки, содержащие по отдельности растворы серной и уксусной кислот с одинаковой концентрацией растворенного вещества, поместили примерно одинаковые порции цинка. В какой из пробирок скорость реакции будет выше и почему? В какой из пробирок за одинаковый промежуток времени выделится наибольший объем газа?

Задание 5. В пробирку поместили порцию железа, а затем налили соляную кислоту. Через некоторое время после начала реакции содержимое пробирки нагрели на спиртовке. Как нагревание повлияет на интенсивность выделения газа?

Задание 6. В первую пробирку поместили целый кусочек мела, а во вторую - такой же, но мелко раздробленный. Затем в каждую пробирку налили одинаковый объем уксусной кислоты с молярной концентрацией 0,2 моль/дм³. В какой пробирке газ выделяться будет более бурно?

ТЕСТ 5

1.	Укажите верные утверждения: а) скорость химической реакции показывает изменение концентрации одного из реагирующих веществ или продукта реакции в единицу времени; б) в ходе реакции концентрации исходных веществ уменьшаются, при этом скорость реакции - увеличивается; в) скорость гетерогенной химической реакции может не зависеть от концентрации исходного вещества; г) катализатор - это вещество, которое изменяет скорость реакции, формально не участвуя в ней.
2.	В каких единицах измерения можно выразить скорость химической реакции: а) моль∙дм3/с; б) моль/дм3∙с; в) моль/дм3∙мин; г) моль∙мин/дм3 ?
3.	Среднюю скорость химической реакции, уравнение которой 2SО2 + О2→2SО3, можно вычислить по формулам: а) V = - ∆C(O2) / ∆t; б) V = - ∆C(SO2) / ∆t; в) V = + ∆C(SO2) / ∆t; г) V = + ∆C(SO3) / ∆t.
4.	На скорость гомогенной химической реакции влияют: 1) концентрация исходных веществ; 2) температура; 3) добавление катализатора; 4) природа реагирующих веществ; 5) концентрация продуктов реакции: а) 1,2, 3,5; 6)2,3,4; в) 1,2, 4; г) 1,2,3,4.
5.	Скорость химической реакции как правило увеличивается... а) при повышении температуры; б) в присутствии ингибитора; в) при повышении концентрации реагирующих веществ в гомогенной реакции; г) при повышении температуры только для эндотермических реакций, а для экзотермических - нет
6.	Скорость какой химической реакции при комнатной температуре будет ниже: а) железа с раствором H2S в воде; б) железа с раствором серной кислоты; в) раствора натрий гидроксида с серной кислотой; г) магния с раствором серной кислоты?

Расчетные задачи по разделу.

1. Вычислите среднюю скорость реакции (моль/дм³∙с) А + В → С, если концентрация вещества А до реакции была равна 0,7 моль/дм³, а через 2 мин после начала реакции стала равной 0,1 моль/дм³.

2. В запаянном сосуде протекает реакция разложения фосгена СОС1₂ → СО + С1₂. Исходная концентрация фосгена 0,1 моль/дм³. А через 8 с после начала реакции концентрация фосгена стала равной 0,02моль/дм³. Определите среднюю скорость разложения фосгена (моль/дм³∙с).

3. Определите среднюю скорость реакции (моль/дм³∙с) СО₂ + Н₂ = СО + Н₂О, если через 80 с после начала реакции молярная концентрация воды была равна 0,24 моль/дм³, а через 2 мин 7с стала равна 0,28 моль/дм³.

4. В сосуде объемом 4дм³ протекает реакция 2СО + О₂ = 2СО₂. Через 2мин после начала реакции химическое количество СО₂ увеличилось на 2,40 моль. Определите среднюю скорость (моль/дм³∙с) реакции образования СО₂.

5. В сосуде объемом 2 дм³ протекает реакция 2SO₂ + О₂ → 2SO₃. Через 2 с после начала реакции количество триоксида серы увеличилось на 0,1 моль. Определите среднюю скорость (моль/дм³∙с) образования SO₃.

6. В сосуде объемом 2 дм³ протекает реакция N₂ + 3Н₂ → 2NH₃. Через 4 с после начала реакции образовалось 1,7г аммиака. Определите среднюю скорость (моль/дм ∙с) образования аммиака.

7. Концентрация вещества А до реакции 2А + В = С была равна 3 моль/дм³. Через 30с концентрация вещества А стала равна 1 моль/дм³. Определите среднюю скорость химической реакции. Чему будет равна концентрация вещества С после реакции? Как изменится за это время концентрация вещества В?

8. В сосуде объемом 350 см³, содержащем катализатор, смешали азот и водород химическим количеством по 5 моль и нагрели. Через 10 с химическое количество водорода уменьшилось на 2,1 моль. Как изменилась молярная концентрация азота за это время? Определите среднюю скорость реакции (моль/дм³∙с) по азоту.

9. Вычислите среднюю скорость реакции А + В →2С, если начальная концентрация вещества А равна 0,22 моль/дм³, а через 10 с — 0,215 моль/дм³. Как изменилась за это время концентрация вещества В и вещества С ?

10. Определите среднюю скорость (моль/дм³∙с) реакции разложения вещества А₂В, протекающей по схеме А₂В = 2А + + В, если через 10 с от начала реакции концентрация вещества А стала равной 0,5 моль/дм³.

11. В водном растворе вещество А₂В разлагается по уравнению А₂В → С + 2D. Через 5 с после начала реакции концентрация вещества D в растворе стала равной 0,40моль/дм³. Определите среднюю скорость (моль/дм³∙с) реакции разложения А₂В.

12. В сосуде протекает реакция 2NO + О₂ →2NO₂. Через 5 с после начала реакции концентрация NO снизилась на 0,2моль/дм³. Определите среднюю скорость (моль/дм³∙с) образования NO₂.

13. Средняя скорость реакции А_(г)+В_(г)→2С_(г) равна 0,01 моль/дм³∙с. Каковы будут концентрации (моль/дм³) веществ А, В и С через 5 секунд после начала реакции, если начальные концентрации веществ А и В равны соответственно 1 и 2 моль/дм³?

14. Начальные концентрации веществ А и В равны соответственно 2 и 3 моль/дм³. Каковы будут концентрации (моль/дм³) веществ А, В и С через 7 с после начала реакции, если средняя скорость реакции А + 2В → С равна 0,015 моль/дм³∙с?

15. Средняя скорость образования этана равна 0,02 моль/дм³∙с. Определите массу (г) образовавшегося этана в сосуде объемом 5дм³ через 4 с после начала реакции.

16. В растворе вещество АВ разлагается по уравнению АВ → С + D. При 10°С в сосуде объемом 4дм³ за 10 с химическое количество вещества АВ уменьшилось на 0,20моль, а при 30°С в сосуде объемом 1дм³ за 6 с - на 0,15моль. Во сколько раз скорость этой реакции при 30°С выше, чем при 10°С?

Ответы на задачи: 1. 0,005; 2. 0,01; 3. 0,000851; 4. 0,005; 5. 0,025; 6. 0,0125; 7. 0,0667 моль/дм³∙с; С(С) =1 моль/дм³; С(В) ум. на 1 моль/дм³; 8. C(N₂) ум. на 0,7 моль/дм³; 0,2 моль/дм³∙с; 9. 0,0005 моль/дм³∙с; С(В) ум. на 0,005 моль/дм³; С(С) ув. на 0,01 моль/дм³; 10. 0,025; 11. 0,04; 12. 0,04; 13. 0,95; 1,95; 0,1; 14. 1,895 моль/дм³; 2,79 моль/дм³; 0,105 моль/дм³; 15. 12г; 16. в 5 раз.