Скоростью химической реакции называется изменение концентрации вещества в единицу времени, , где концентрация С выражена в моль/л. В ЕГЭ не требуется применение этой формулы, необходимо лишь уметь сравнивать скорости различных реакций и определять, как на них влияют изменения внешних условий.
Скорость реакции зависит от нескольких факторов:
- — Природы взаимодействующих веществ
- — Температуры
- — Концентрации реагирующих веществ
- — Присутствия в реакционной смеси катализатора или ингибитора
- — Площади поверхности соприкосновения реагентов (для гетерогенных процессов).
Важно помнить, что на скорость реакции влияет только состояние исходных веществ. Состояние продуктов на скорость не влияет.
Рассмотрим каждый пункт отдельно:
1) Природа реагентов
Очевидно, что разные реакции при одних и тех же условиях протекают с различными скоростями. Нейтрализация щелочи кислотой протекает почти моментально, растворение цинка в соляной кислоте — быстро, ржавление железа под действием воды и кислорода – намного дольше. Общее правило очевидно: чем активнее реагирующие вещества, тем быстрее они взаимодействуют друг с другом. (Например: чем активнее металл, вступающий в реакцию, тем быстрее происходит реакция)
Mole Ratio for S8 + O2 = SO2
Самые быстрые реакции – гомогенные, протекающие в одной фазе (газы или смешивающиеся жидкости). В них взаимодействие происходит во всем объеме смеси реагентов.
Гетерогенные реакции – взаимодействие не смешивающихся друг с другом веществ – протекают на границе раздела фаз. Эти процессы медленнее, и скорость определяется площадью поверхности соприкосновения.
Среди всех реакций самую высокую скорость имеют реакции ионного обмена.
2) Температура
При увеличении температуры молекулы начинают двигаться быстрее, следовательно, чаще сталкиваются друг с другом. Таким образом, скорость реакции всегда возрастает при повышении температуры и уменьшается – при понижении. Мы активно пользуемся этим в быту: например, для замедления процессов гниения (сложных химических реакций) храним продукты в холодильнике, а для ускорения реакции Майяра (взаимодействие белков с сахарами) готовим пищу при высокой температуре.
Зависимость скорости реакции от температуры определяется уравнением Вант-Гоффа: , где v2 и v1 – скорости реакции при температурах Т2 и Т1 соответственно, γ – температурный коэффициент, принимающий значения от 2 до 4. Например, если γ=3, при повышении температуры на 20 градусов скорость реакции возрастет в раз.
3) Концентрация реагентов
Очевидно, что чем выше концентрации реагирующих веществ, тем чаще их молекулы будут сталкиваться друг с другом, следовательно, тем быстрее будет протекать взаимодействие. Зависимость скорости от концентрации реагентов выражается законом действующих масс.
Например, для реакции aA + bB = cC + dD скорость . На самом деле часто зависимость скорости от концентраций реагентов носит более сложный характер, так как многие процессы протекают через образование промежуточных продуктов, но мы оставим эти случаи университетскому курсу.
При 10°С реакция завершается за 2 s. Сколько секунд будет продолжаться реакция при –10°С? (γ = 4)
Пожалуйста, не путайте: скорость реакции зависит от концентраций реагентов и не зависит от концентраций продуктов!
Здесь же рассмотрим влияние давления на скорость реакции. Жидкости и твердые тела практически несжимаемы и давление не влияет на их концентрации. Для газов увеличение давления вызывает возрастание концентрации, следовательно, ускоряет реакцию.
4) Катализаторы и ингибиторы
Катализатор – вещество, увеличивающее скорость реакции, но не расходующееся в ней, ингибитор – это «катализатор наоборот», он замедляет реакцию.
5) Площадь границы раздела фаз
Для примера рассмотрим реакцию цинка с соляной кислотой:
Кусочек цинка будет постепенно растворяться в кислоте: сначала прореагирует верхний слой молекул, потом следующий, — и так далее. «Внутренние» атомы смогут прореагировать только после того, как перейдут в раствор «внешние».
Если же этот кусочек измельчить (то есть увеличить площадь его поверхности) реакция пойдет заметно быстрее, т.к. возрастет количество «доступных для кислоты» частиц.
Таким образом, чем сильнее измельчено твердое вещество, тем выше скорость реакции. Количество твердого вещества на скорость влияет намного слабее, чем степень его измельченности и концентрация жидких или газообразных реагентов.
Потренируемся. Ниже приведены вопросы из ЕГЭ разных лет:
2) концентрации СО
3) степени измельченности угля
2) уменьшить температуру
3) увеличить концентрацию HCl
Источник: ege-study.ru
Определите изменение скорости для реакции SO2(г) + O2(г) = SO3 (г)
Обусловьте изменение скорости для реакции SO2(г) + O2(г) = SO3 (г) при увеличении концентрации в 2 раза. Для этой же реакции y=2 высчитайте повышение скорости при повышении температуры на 50 градусов Цельсия.
- Кренделева Милена
- Химия
- 2019-04-08 10:57:13
- 0
- 1
Сергей Шупенин 2019-04-08 11:01:39
Для реакции вида aA+bB+cC=. В общем виде уравнение скорости реакции записывается так:
V=k*[A]^a*[B]^b*[C]^c
V1=k*c(SO2)^2*c(O2)^1 — исходная скорость реакции
V2=k*(2c(SO2))^2*2c(O2)^1=8*k*c(SO2)^2*c(O2)^1
Видно, что скорость реакции возросла в 8 раз.
Если y=2, воспользуемся уравнением Вант-Гоффа:
V2=V1*y^(T2-T1/10)
Изменение температуры T2-T1 по условию составило 50 градусов. Тогда T2-T1/10=50/10=5
V2=V1*y^5=V1*2^5=32V1. Видно, что скорость реакции возросла в 32 раза.
Ответ: в 8 и в 32 раза соответственно
Источник: obrazovalka.com
Окисление серы протекает по уравнению: S(тв)+O2(г)=SO2(г) Как изменится скорость реакции, если объём системы уменьшить в 4 раза?
Окисление серы протекает по уравнению: S(тв)+O2(г)=SO2(г) Как изменится скорость реакции, если объём системы уменьшить в 4 раза?
Ответ от эксперта
решение задания по химии