Номер 4, страница 142 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 4. Закономерности протекания химических реакций и физико-химических процессов. Параграф 20. Скорость химических реакций - номер 4, страница 142.

Условие.

4. Сформулируйте основной закон химической кинетики. Запишите его выражение для гипотетической простой реакции: $2A = L + 2M$. Каков физический смысл константы скорости реакции?

Решение.

Решение 2.

Сформулируйте основной закон химической кинетики

Основной закон химической кинетики, также известный как закон действующих масс, гласит: при постоянной температуре скорость элементарной химической реакции прямо пропорциональна произведению молярных концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях, равных их стехиометрическим коэффициентам в уравнении этой реакции.
Для общей элементарной реакции вида $aA + bB \rightarrow cC + dD$ скорость реакции $\text{v}$ выражается уравнением: $v = k \cdot [A]^a \cdot [B]^b$, где $[A]$ и $[B]$ – молярные концентрации реагентов A и B, $\text{a}$ и $\text{b}$ – их стехиометрические коэффициенты, а $\text{k}$ – константа скорости реакции.
Ответ: Скорость элементарной химической реакции при постоянной температуре прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях, равных их стехиометрическим коэффициентам.

Запишите его выражение для гипотетической простой реакции: 2A = L + 2M

Поскольку реакция $2A = L + 2M$ является простой (элементарной), её кинетическое уравнение составляется непосредственно на основе её стехиометрического уравнения. В данной реакции участвует только один реагент – вещество A, его стехиометрический коэффициент равен 2. Следовательно, скорость реакции $\text{v}$ будет пропорциональна концентрации вещества A в квадрате.
Математическое выражение закона для этой реакции будет выглядеть следующим образом:
$v = k \cdot [A]^2$
где $\text{v}$ – скорость реакции, $\text{k}$ – константа скорости реакции, а $[A]$ – молярная концентрация вещества A.
Ответ: $v = k \cdot [A]^2$.

Каков физический смысл константы скорости реакции?

Физический смысл константы скорости реакции $\text{k}$ становится ясен, если в кинетическом уравнении $v = k \cdot [A]^a \cdot [B]^b \dots$ принять концентрации всех реагирующих веществ равными единице (например, 1 моль/л). В этом частном случае уравнение примет вид $v = k \cdot 1^a \cdot 1^b = k$.
Таким образом, константа скорости реакции численно равна скорости реакции, когда концентрации каждого из реагирующих веществ составляют 1 моль/л. Константа скорости является мерой реакционной способности веществ при данных условиях. Её значение зависит от природы реагирующих веществ, температуры и наличия катализатора, но не зависит от концентраций реагентов.
Ответ: Константа скорости реакции – это удельная скорость реакции, то есть скорость реакции при условии, что концентрации всех реагирующих веществ равны единице (1 моль/л).