Номер 14, страница 31 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 4. Основы термохимии и химической кинетики - номер 14, страница 31.

Условие.

14. Запишите формулы для расчёта средней скорости гомогенной и гетерогенной реакции. Чем они различаются?

Решение.

Решение 2.

Формула для расчёта средней скорости гомогенной реакции
Гомогенная реакция — это реакция, в которой все реагенты и продукты находятся в одной фазе (например, газовой или жидкой). Реакция протекает во всем объеме системы. Средняя скорость такой реакции определяется как изменение молярной концентрации одного из веществ (реагента или продукта) в единицу времени.
Формула для расчета: $v_{гомог} = \pm \frac{\Delta C}{\Delta t} = \pm \frac{C_2 - C_1}{t_2 - t_1}$
где:

• $v_{гомог}$ — средняя скорость гомогенной реакции, измеряется в моль/(л·с);
• $\Delta C = C_2 - C_1$ — изменение молярной концентрации вещества, моль/л;
• $\Delta t = t_2 - t_1$ — промежуток времени, за который произошло изменение, с.

Знак «–» ставится, если скорость измеряется по убыли концентрации исходного вещества, а знак «+» — если по возрастанию концентрации продукта реакции.
Так как концентрация вещества связана с его количеством и объемом системы ($C = n/V$), формулу можно представить в другом виде:
$v_{гомог} = \pm \frac{\Delta n}{V \cdot \Delta t}$
где $\Delta n$ — изменение количества вещества (моль), а $V$ — объем системы (л).
Ответ: $v_{гомог} = \pm \frac{\Delta C}{\Delta t}$ или $v_{гомог} = \pm \frac{\Delta n}{V \cdot \Delta t}$.

Формула для расчёта средней скорости гетерогенной реакции
Гетерогенная реакция — это реакция, в которой реагенты находятся в разных фазах (например, твердое вещество и газ, жидкость и газ, твердое вещество и жидкость). Такая реакция протекает только на границе раздела фаз. Поэтому ее скорость зависит от площади этой поверхности. Средняя скорость гетерогенной реакции определяется как изменение количества вещества за единицу времени на единице площади поверхности соприкосновения фаз.
Формула для расчета: $v_{гетерог} = \pm \frac{\Delta n}{S \cdot \Delta t}$
где:

• $v_{гетерог}$ — средняя скорость гетерогенной реакции, измеряется в моль/(м²·с);
• $\Delta n$ — изменение количества вещества, моль;
• $S$ — площадь поверхности раздела фаз, м²;
• $\Delta t$ — промежуток времени, с.

Знаки «+» и «–» используются так же, как и в случае гомогенной реакции.
Ответ: $v_{гетерог} = \pm \frac{\Delta n}{S \cdot \Delta t}$.

Чем они различаются?
Ключевое различие между формулами заключается в параметре системы, к которому относится изменение количества вещества:

• В формуле для гомогенной реакции изменение количества вещества (или концентрации) относится к единице объема ($V$), так как взаимодействие происходит по всему объему.
• В формуле для гетерогенной реакции изменение количества вещества относится к единице площади поверхности раздела фаз ($S$), так как реакция может идти только на этой границе.

Это различие отражается и в единицах измерения скорости: моль/(л·с) для гомогенной и моль/(м²·с) для гетерогенной реакции.
Ответ: Формулы различаются тем, что скорость гомогенной реакции определяется на единицу объема системы, а скорость гетерогенной реакции — на единицу площади поверхности раздела фаз.