Номер 5, страница 97, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

•5. В системе, в которой реакция протекает по уравнению $2N_2o + O_2 = 4NO$, концентрация оксида азота (I) была увеличена с 0,25 до 0,45 моль/л, а концентрация кислорода уменьшена от 0,6 до 0,2 моль/л. Рассчитайте, как изменится скорость реакции.

Ответ: увеличится в 1,08 раза.

Дано:

Уравнение реакции: $2N_2o + O_2 \rightarrow 4NO$

Начальная концентрация $N_2O$: $[N_2O]_1 = 0,25$ моль/л

Конечная концентрация $N_2O$: $[N_2O]_2 = 0,45$ моль/л

Начальная концентрация $O_2$: $[O_2]_1 = 0,6$ моль/л

Конечная концентрация $O_2$: $[O_2]_2 = 0,2$ моль/л

Найти:

Отношение скоростей $\frac{v_2}{v_1}$.

Решение:

Согласно закону действующих масс, скорость химической реакции для элементарной стадии пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, возведенных в степени, равные их стехиометрическим коэффициентам. Для реакции, протекающей по уравнению $2N_2o + O_2 \rightarrow 4NO$, выражение для скорости ($\text{v}$) будет:

$v = k \cdot [N_2O]^2 \cdot [O_2]$

где $\text{k}$ — это константа скорости, а $[N_2O]$ и $[O_2]$ — молярные концентрации оксида азота(I) и кислорода соответственно.

Определим скорость реакции для начальных условий ($v_1$):

$v_1 = k \cdot [N_2O]_1^2 \cdot [O_2]_1$

Определим скорость реакции для конечных условий ($v_2$):

$v_2 = k \cdot [N_2O]_2^2 \cdot [O_2]_2$

Чтобы найти, как изменится скорость реакции, необходимо найти отношение конечной скорости к начальной:

$\frac{v_2}{v_1} = \frac{k \cdot [N_2O]_2^2 \cdot [O_2]_2}{k \cdot [N_2O]_1^2 \cdot [O_2]_1}$

Константа скорости $\text{k}$ в данном отношении сокращается. Подставим числовые значения концентраций:

$\frac{v_2}{v_1} = \frac{(0,45)^2 \cdot 0,2}{(0,25)^2 \cdot 0,6}$

Проведем вычисления:

$\frac{v_2}{v_1} = \frac{0,2025 \cdot 0,2}{0,0625 \cdot 0,6} = \frac{0,0405}{0,0375}$

$\frac{v_2}{v_1} = 1,08$

Поскольку отношение скоростей $v_2/v_1$ равно 1,08, что больше единицы, скорость реакции увеличилась.

Ответ: скорость реакции увеличится в 1,08 раза.