Приведите математическое выражение для скорости реакции, вычислите, во сколько раз изменится скорость при изменении следующих факторов C+2H2FCH4 а) снижение концентрации углерода в 4 раза. (Решение → 26327)

Заказ №38836

Приведите математическое выражение для скорости реакции, вычислите, во сколько раз изменится скорость при изменении следующих факторов C+2H2FCH4 а) снижение концентрации углерода в 4 раза.

Решение:

СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ Скорость реакции определяется изменением молярной концентрации одного из реагирующих веществ: V = С2 – С1t2 - t1= С / t) где С1 и С2 - молярные концентрации веществ в моменты времени t1 и t2 соответственно (знак (+) – если скорость определяется по продукту реакции, знак (–) – по исходному веществу). Реакции происходят при столкновении молекул реагирующих веществ. Ее скорость определяется количеством столкновений и вероятностью того, что они приведут к превращению. Число столкновений определяется концентрациями реагирующих веществ, а вероятность реакции - энергией сталкивающихся молекул. Факторы, влияющие на скорость химических реакций. 1.Природа реагирующих веществ. Большую роль играет характер химических связей и строение молекул реагентов. Реакции протекают в направлении разрушения менее прочных связей и образования веществ с более прочными связями. Так, для разрыва связей в молекулах H2 и N2 требуются высокие энергии; такие молекулы мало реакционноспособны. Для разрыва связей в сильнополярных молекулах (HCl, H2O) требуется меньше энергии, и скорость реакции значительно выше. Реакции между ионами в растворах электролитов протекают практически мгновенно. 2.Концентрация. С увеличением концентрации (числа частиц в единице объема) чаще происходят столкновения молекул реагирующих веществ - скорость реакции возрастает. Закон действующих масс (К. Гульдберг, П.Вааге, 1867г.) Скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ. aA + bB + . . .  . . . V = k • [A]a • [B]b • . . . Константа скорости реакции k зависит от природы реагирующих веществ, температуры и катализатора, но не зависит от значения концентраций реагентов. Физический смысл константы скорости заключается в том, что она равна скорости реакции при единичных концентрациях реагирующих веществ. Для гетерогенных реакций концентрация твердой фазы в выражение скорости реакции не входит. 2. Температура. При повышении температуры на каждые 10C скорость реакции возрастает в 2-4 раза (Правило Вант-Гоффа). При увеличении температуры от t1 до t2 изменение скорости реакции можно рассчитать по формуле: 10 2 1 2 1 * T T T T v v    где Т1 и Т2 – температуры реакций v1 и v2 – скорость реакции при Т1 и Т2 соответственно  - температурный коэффициент реакции Правило Вант-Гоффа применимо только в узком интервале температур. Более точным является уравнение Аррениуса: k = A • e –Ea/RT где A - постоянная, зависящая от природы реагирующих веществ; R - универсальная газовая постоянная [8,314 Дж/(моль • К) = 0,082 л • атм/(моль • К)]; Ea - энергия активации, т.е. энергия, которой должны обладать сталкивающиеся молекулы, чтобы столкновение привело к химическому превращению. Энергетическая диаграмма химической реакции. Экзотермическая реакция Эндотермическая реакция