Номер 559, страница 90 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

559. Запишите математическое выражение зависимости скорости следующих реакций от молярной концентрации реагирующих веществ:

a) $H_{2(г)} + I_{2(тв)} = 2HI_{(г)};$

б) $N_{2(г)} + 3H_{2(г)} = 2NH_{3(г)};$

в) $CO_{2(г)} + C_{(тв)} = 2CO_{(г)};$

г) $2H_{2(г)} + O_{2(г)} = 2H_{2}O_{(г)}.$

Скорость химической реакции, согласно закону действующих масс, прямо пропорциональна произведению молярных концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях, равных их стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции. Общая формула для реакции $aA + bB \rightarrow \text{продукты}$ выглядит так: $v = k \cdot [A]^a \cdot [B]^b$, где $v$ — скорость реакции, $k$ — константа скорости, а $[A]$ и $[B]$ — молярные концентрации реагентов. Важно учесть, что в гетерогенных реакциях концентрация (а точнее, активность) веществ в твердой фазе (тв) считается постоянной величиной в ходе реакции, поэтому она не включается в математическое выражение для скорости, а ее значение входит в константу скорости $k$. В выражение для скорости реакции включают только концентрации веществ, находящихся в газовой фазе (г) или в растворе.

а) Для реакции $H_{2(г)} + I_{2(тв)} = 2HI_{(г)}$ реагентами являются газообразный водород ($H_2$) и твердый йод ($I_2$). В кинетическое уравнение войдет только концентрация газообразного водорода, так как концентрация твердого йода считается постоянной. Стехиометрический коэффициент для $H_2$ равен 1.

Ответ: $v = k[H_2]$

б) Для реакции $N_{2(г)} + 3H_{2(г)} = 2NH_{3(г)}$ оба реагента, азот ($N_2$) и водород ($H_2$), находятся в газообразном состоянии. Следовательно, в выражение для скорости реакции войдут концентрации обоих веществ. Стехиометрический коэффициент для азота равен 1, а для водорода — 3. Концентрации реагентов необходимо возвести в степени, равные их коэффициентам.

Ответ: $v = k[N_2][H_2]^3$

в) Для реакции $CO_{2(г)} + C_{(тв)} = 2CO_{(г)}$ реагентами являются газообразный диоксид углерода ($CO_2$) и твердый углерод ($C$). В выражение для скорости реакции войдет только концентрация $CO_2$, так как углерод находится в твердой фазе. Стехиометрический коэффициент для $CO_2$ равен 1.

Ответ: $v = k[CO_2]$

г) Для реакции $2H_{2(г)} + O_{2(г)} = 2H_{2}O_{(г)}$ оба реагента, водород ($H_2$) и кислород ($O_2$), являются газами. Поэтому в выражение для скорости войдут концентрации обоих веществ. Стехиометрический коэффициент для водорода равен 2, а для кислорода — 1. Концентрации реагентов необходимо возвести в степени, равные их коэффициентам.

Ответ: $v = k[H_2]^2[O_2]$