Номер 5, 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 5, страница 142.

Условие.

5. Что называют порядком реакции по веществу и общим порядком реакции? Свой ответ проиллюстрируйте примерами.

Решение.

Решение 2.

Скорость химической реакции в гомогенной (однородной) системе описывается кинетическим уравнением, которое представляет собой математическое выражение закона действующих масс. Для условной реакции вида:
$aA + bB \rightarrow \text{Продукты}$
Скорость реакции ($\text{v}$) зависит от концентраций реагентов $[A]$ и $[B]$ следующим образом:
$v = k \cdot [A]^x \cdot [B]^y$
Здесь $\text{k}$ — константа скорости реакции, зависящая от температуры, а $\text{x}$ и $\text{y}$ — показатели степени, которые определяются исключительно экспериментальным путем.

Порядок реакции по веществу

Порядком реакции по конкретному веществу (или частным порядком реакции) называют показатель степени, в которой концентрация этого вещества входит в кинетическое уравнение реакции. В уравнении выше, $\text{x}$ является порядком реакции по веществу A, а $\text{y}$ — порядком реакции по веществу B.
Частный порядок реакции показывает, как именно скорость реакции зависит от концентрации данного реагента. Например, если $x=1$, то скорость прямо пропорциональна концентрации $[A]$. Если $x=2$, скорость пропорциональна квадрату концентрации $[A]$. Если $x=0$, скорость реакции от концентрации вещества A не зависит. Важно понимать, что порядки реакции $\text{x}$ и $\text{y}$ не обязательно совпадают со стехиометрическими коэффициентами $\text{a}$ и $\text{b}$ из уравнения химической реакции.

Ответ: Порядок реакции по веществу — это показатель степени при концентрации этого вещества в кинетическом уравнении скорости реакции.

Общий порядок реакции

Общим порядком реакции называется сумма порядков реакции по всем веществам, концентрации которых входят в кинетическое уравнение. Общий порядок реакции характеризует, как изменяется скорость реакции при одновременном изменении концентраций всех реагентов.
Для рассматриваемой реакции, общий порядок $\text{n}$ вычисляется по формуле:
$n = x + y$

Ответ: Общий порядок реакции — это сумма порядков реакции по каждому из реагентов, входящих в кинетическое уравнение.

Примеры

1. Реакция первого порядка: разложение пентаоксида диазота $2N_2O_5(г) \rightarrow 4NO_2(г) + O_2(г)$.
Кинетическое уравнение: $v = k[N_2O_5]^1$.
Порядок по $N_2O_5$ равен 1. Общий порядок реакции — 1.

2. Реакция второго порядка: гидролиз сложного эфира (этилацетата) в щелочной среде $CH_3COOC_2H_5 + NaOH \rightarrow CH_3COONa + C_2H_5OH$.
Кинетическое уравнение: $v = k[CH_3COOC_2H_5]^1[NaOH]^1$.
Порядок по этилацетату — 1, порядок по $NaOH$ — 1. Общий порядок реакции $n = 1 + 1 = 2$.

3. Реакция третьего порядка: окисление оксида азота(II) $2NO(г) + O_2(г) \rightarrow 2NO_2(г)$.
Кинетическое уравнение: $v = k[NO]^2[O_2]^1$.
Порядок по $\text{NO}$ — 2, порядок по $O_2$ — 1. Общий порядок реакции $n = 2 + 1 = 3$.

4. Реакция нулевого порядка: разложение аммиака на поверхности платинового катализатора $2NH_3(г) \xrightarrow{Pt} N_2(г) + 3H_2(г)$.
Кинетическое уравнение: $v = k[NH_3]^0 = k$.
Порядок по $NH_3$ — 0. Общий порядок реакции — 0. Скорость реакции не зависит от концентрации аммиака, пока он присутствует в системе.