Efectul temperaturii asupra vitezei de reacție

Rata reacțiilor chimice în majoritatea cazurilor, crește pe măsură ce temperatura crește, și este foarte sensibil la schimbările de temperatură.

Dependența vitezei de reacție la temperatură este determinată de regulă empirică van't Hoff. în care temperatura crește la 0 ° C la fiecare 10 omogeni crește viteza de reacție de aproximativ 2-4 ori.

regula Van't Hoff poate fi exprimată ca raportul

în cazul în care; și - respectiv, viteza și viteza de reacție constantă înainte și după creșterea temperaturii de 10 0 C - coeficientul de temperatură al vitezei de reacție. - un număr care indică de câte ori rata crește cu creșterea temperaturii de reacție a sistemului la 10 0 C.

În general, dacă temperatura sa modificat prin # 916; t 0 C, ecuația anterioară se transformă în:

Problema 1. Având în vedere un sistem

Calculați sistemul de reacție chimică directă schimbare de viteză pentru a reduce volumul în cazul de 2 ori.

Soluție: Conform legii acțiunii în masă, vom scrie rata de expresie a reacției înainte:

sistem omogen, toate substanțele sunt în stare gazoasă. Cu o scădere a volumului sistemului concentrației de 2 ori mai mare de reactanți, de asemenea, crește de 2 ori. Noi scriem noi expresii ale ratelor de reacție:

Prin urmare, crește viteza de reacție în directă

În reacția C (t) + 2H2 (g) CH4 (g) concentrația hidrogenului redus la 3 ori. Cum de a modifica rata reacției?

Conform legii acțiunii masei, viteza de reacție inițială este VH = k x [H2] 2. După reducerea concentrației de hidrogen de 3 ori viteza devine egal .. După modificarea ratei de modificare a concentrației de hidrogen după cum urmează :. A: Viteza de reacție este redusă de 9 ori.

Problema 3. După cum se va schimba viteza de reacție cu creșterea temperaturii de la 20 0 C până la 60 0 C, dacă temperatura coeficientului vitezei de reacție este egal cu 2?

Soluție: Pentru a aplica regula van't Hoff:

În consecință, crește viteza de reacție cu creșterea temperaturii de până la 16 ori.

Problema 5. La o temperatură de 50 0 C, reacția este completă pentru aproximativ 2 minute. 15. Luând temperatura raportul vitezei de reacție de 2, pentru a calcula cât timp reacția este terminată, dacă este făcută la 70 0 C?

Soluție: Conform regulii de van't Hoff Calculare lui cât de mult timp se va schimba viteza de reacție.

Viteza de reacție este invers proporțională cu timpul de reacție. Prin urmare, putem scrie:

Reacția se termină în 15 secunde.

31. Care este coeficientul de temperatură al vitezei de reacție, în cazul în care temperatura crește până la 30 0 C viteza de reacție va crește de 27 de ori?

32. Cât de multe ori ar trebui să crească concentrația de hidrogen în sistem

Viteza de reacție este crescută de 1000 de ori?

33. Cât de multe ori ar trebui să crească concentrația de monoxid de carbon în sistem

2CO = CO2 + C pentru a dirija viteza de reacție a crescut de 4 ori?

34. Cât timp ar trebui să fie creșterea presiunii la rata de generare NO2 prin 2NO de reacție + O2 2NO2 a crescut de 1000 de ori?

35. Scrieți ecuația reacției ratei de ardere a cărbunelui (C) în oxigen și de a determina cât de multe ori pentru a mări viteza de reacție:

a) prin creșterea concentrației de oxigen de 3 ori;

b) înlocuirea aerului cu oxigen.

36. Cât de multe grade ar trebui să crească temperatura sistemului pentru a accelera procedura de reacție în aceasta a crescut de 32 de ori, în cazul în care temperatura coeficientului vitezei de reacție este egal cu 2?

37. Cum se schimbă viteza reacției înainte în sistem

2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g);. în cazul în care concentrația de SO2 crescut de 2 ori, iar concentrația de O2 a scăzut de 2 ori?

38. Temperatura coeficientului vitezei de reacție este egal cu 2. Așa după cum se va schimba viteza de reacție cu creșterea temperaturii până la 40 0 ​​C.

39. Oxidarea dioxidului de sulf, și curge prin ecuațiile:

Cum de a modifica rata acestor reacții, în cazul în care volumul fiecăruia dintre sistemele de reducere de 4 ori?

39. Se calculează câte ori rata de schimbare a procedurii de reacție în faza gazoasă,

a) presiunea sistemului este redusă la jumătate;

b) creșterea concentrației de amoniac în 3 ori?

40. Cum se schimbă viteza de reacție care apar în faza gazoasă, temperatura este coborâtă până la 30 0 C, dacă temperatura coeficientului vitezei de reacție este de 2.

41. De câte ori pentru a modifica viteza de reacție înainte

CO (g) + Cl2 (g) SOCI2 (g). În cazul în care creșterea concentrației de CO 0.03-.12 mol / l și concentrația Cl2 redusă 0.06-0.02 mol / L?

42. Temperatura coeficientului vitezei de reacție este egal cu 3. După cum se va schimba viteza de reacție curge în fază gazoasă, temperatura este ridicată 150-180 0 C?

43. De câte ori pentru a schimba viteza de reacție înainte

a) reduce concentrația de CO până la 5 ori;

b) să reducă volumul sistemului de 3 ori?

44. Cum se schimbă viteza de reacție care apar în faza gazoasă, temperatura este coborâtă 170-140 0 C? Raportul vitezei Temperatura este de 3.

45. Reacția conform ecuației: NH3 (g) + CO2 (g) + H2O (abur) NH4 HCO3 (TV). Cum de a schimba viteza de reacție în cazul în față

a) creșterea volumului sistemului de 3 ori;

b) reduce concentrația de amoniac și vapori de apă în 2 ori?

46. ​​Temperatura coeficientului vitezei de reacție este egal cu 3. După cum se va schimba viteza de reacție curge în fază gazoasă, temperatura crește la 40 0 ​​C?

47. Cum va viteza de reacție directă

a) reduce concentrația de metan și oxigen în 3-ori;

b) să reducă volumul sistemului de 2 ori?

48. Care este coeficientul de temperatură de reacție, în cazul în care temperatura este ridicată la 20 0 C, viteza de reacție este schimbat la 4 ori?

Cum se schimbă viteza de reacție inversă, în cazul în care

a) reduce volumul de sistem de 4 ori;

b) crește concentrația de hidrogen de 2 ori?

50. Care este coeficientul de temperatură al vitezei de reacție, în cazul în care viteza de reacție a curge în fază gazoasă a schimbat de 16 ori când temperatura este scăzută la 20 0 C?

51. Reacția conform ecuației:

Concentrația materiilor prime [Cl2 O] = 0,35 mol / L și [H2O] = 1,3 mol / l. Cum se schimbă viteza reacției directe, prin schimbarea concentrației de substanțe la 0,4 mol / l și 0,9 mol / l, respectiv?

52. Se calculează câte ori rata de schimbare a reacției are loc în faza gazoasă, în cazul în care temperatura mai scăzută a 130-90 0 C. Temperatura coeficientului vitezei de reacție este de 2.

53. Cum se schimbă viteza procedurii de reacție inversă în fază gazoasă conform ecuației:

a) scăderea concentrației de NO2 de 2 ori;

b) să reducă presiunea din sistem la o dată?

54. De câte ori se va schimba viteza de reacție curge în fază gazoasă când creșterea temperaturii la 60 0 C? Temperatura coeficientului vitezei de reacție # 947; = 2.

55. constanta vitezei de reacție de descompunere N2 0, pornind de la ecuația 0 2N2 = 2N2 + 02. 5 este # 8729; 10 -4. Concentrația inițială de N2 este egal cu 0, 6,0 mol / l. Se calculează viteza de reacție inițială și viteza acestuia când se descompune 50% N2 0.

56. Se calculează câte ori rata de schimbare a reacției procedând în faza gazoasă, dacă este mai mică temperatura la 40 0 ​​C? Temperatura coeficientului vitezei de reacție este de 2.

57. Reacția conform ecuației:

Cum de a modifica rata reciprocă de reacție în cazul în care

a) creșterea presiunii este de 3 ori;

b) pentru a crește concentrația de acid clorhidric în 2 ori?

58. Care este coeficientul de temperatură al vitezei de reacție, în cazul în care temperatura este coborâtă până la 30 0 C viteza de reacție care apar în faza gazoasă, schimbarea de 81 ori?

59. Reacția conform ecuației:

FeO (s) + CO (g) Fe (t) + CO2 (g).

Cum de a modifica rata reciprocă de reacție în cazul în care

a) creșterea presiunii este de 3 ori;

b) concentrația de CO2 a crescut de 7 ori?

60. Care este coeficientul de temperatură al reacției procedând în faza gazoasă, în cazul în care temperatura este ridicată la 20 0 C, se modifică viteza de reacție în 4 ori?

Toate reacțiile chimice pot fi împărțite în două grupe: reacții ireversibile și reversibile. Reacțiile ireversibili trece la capăt - la epuizarea unuia dintre reactanți. De exemplu, descompunerea azotatului de amoniu:

Reacția reversibilă poate avea loc atât înainte și direcția inversă. Un exemplu de reacție reversibilă poate servi sinteza HI:

La început, prin amestecarea materiilor prime, viteza de reacție înainte este ridicată și invers - este zero. Conform legii acțiunii în masă la exprimarea directă a vitezei de reacție poate fi scrisă astfel:

Materiile prime în timpul reacției vor fi consumate, deci viteza reacției directe va scădea. În același timp, vor fi produși de reacție, concentrația lor va crește. Va începe să se întoarcă de reacție, ceea ce va crește viteza:

Când viteza înainte și reacțiile inverse va fi la fel, se produce echilibrul chimic.

Raportul dintre constantele de viteză ale reacției înainte și invers, de asemenea, este o constantă. Se numește constanta de echilibru a acestei -K reacție.

Concentrațiile enumerate în partea dreaptă a acestei expresii, numită concentrațiile de echilibru. Constanta de echilibru la o temperatură constantă este valoarea constantă.

Dacă vom scrie reacția reversibilă a formei generale:

aA + bB cC + dD,

constanta de echilibru exprimată prin ecuația:

În cazul în care toate componentele reacției sunt gazoase, expresia constanta de echilibru poate fi scrisă în termeni de presiuni parțiale:

echilibriu ecuația constantă indică faptul că, în aceste condiții, concentrația de echilibru a tuturor substanțelor implicate în reacție sunt legate. Modificarea concentrației oricare dintre aceste substanțe determină modificări în concentrațiile tuturor celorlalte substanțe; în noul set de rezultate de concentrare, dar relația dintre ele se întâlnește din nou, constanta de echilibru.

Exemplele Parsed sunt exemple de echilibru omogen. Reacția este considera ca un exemplu descompunerea echilibrului eterogen:

Cea mai simplă expresie pentru constanta de echilibru pentru această reacție:

Concentrațiile de lichide pure și solide sunt îndepărtate din simple expresii ale constantelor de echilibru. (Cu toate acestea, ele sunt incluse în ea în mod implicit).

Până calcarele solidă și nestins sunt în contact cu gazul și impactul acestora asupra echilibrului nu se va schimba. De aceea, CaCO3 și CaO membri în expresia constantele de echilibru sunt constante și pot fi incluse în K. Acesta conduce la o nouă expresie:

Să considerăm un alt exemplu - evaporarea apei:

Acest proces poate fi considerat în mod oficial ca o reacție chimică. Scriem expresia constanta de echilibru:

Deoarece [(g)] - constantă (atâta timp cât există lichid în prezența apei), este posibil să se includă în constanta de echilibru. Astfel, următoarea expresie:

Efectul schimbării condițiilor de pe poziția de echilibru este definită de regula, care a fost numit principiul Le Chatelier lui.

În cazul în care un sistem în echilibru adevărat, influența din exterior, modificarea unora dintre condițiile care determină poziția de echilibru, sistemul va crește domeniile procesului, care slăbește efectul impactului, și poziția de echilibru se va deplasa în aceeași direcție.

Sistemul va trece de la o stare de echilibru la altul, care corespunde noilor condiții. Acest lucru se datorează faptului că impactul extern în grade diferite schimbă viteza celor două reacții vzaimnoprotivopolozhnyh.

Principiul echilibrului Le Chatelier detine pentru sistemele care nu sunt asociate cu transformările chimice (cristalizare de fierbere, echilibru, etc).