Номер 37, страница 33 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 4. Основы термохимии и химической кинетики - номер 37, страница 33.

Условие.

37. Во сколько раз изменится скорость химической реакции

$2A(г.) + B(г.) = A_2B(г.),$

если концентрацию вещества А увеличить в 2 раза, а концентрацию вещества В уменьшить в 2 раза?

Решение.

Решение 2.

Дано:

Уравнение реакции: $2A(г.) + B(г.) = A_2B(г.)$

Новая концентрация A: $[A]_2 = 2 \cdot [A]_1$

Новая концентрация B: $[B]_2 = \frac{1}{2} \cdot [B]_1$

Найти:

Во сколько раз изменится скорость реакции: $\frac{v_2}{v_1}$ - ?

Решение:

Согласно закону действующих масс, скорость химической реакции для элементарных реакций (к которым, при отсутствии дополнительных данных, относится данная реакция) прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, возведенных в степени их стехиометрических коэффициентов.

1. Запишем выражение для начальной скорости реакции ($v_1$), где $[A]_1$ и $[B]_1$ — начальные молярные концентрации реагентов:

$v_1 = k \cdot [A]_1^2 \cdot [B]_1$

где k — константа скорости реакции.

2. Определим новую скорость реакции ($v_2$) после изменения концентраций. По условию, концентрацию вещества А увеличили в 2 раза ($[A]_2 = 2[A]_1$), а концентрацию вещества В уменьшили в 2 раза ($[B]_2 = \frac{1}{2}[B]_1$). Подставим новые значения в выражение для скорости:

$v_2 = k \cdot [A]_2^2 \cdot [B]_2 = k \cdot (2[A]_1)^2 \cdot \left(\frac{1}{2}[B]_1\right)$

3. Упростим полученное выражение:

$v_2 = k \cdot 4[A]_1^2 \cdot \frac{1}{2}[B]_1 = \left(4 \cdot \frac{1}{2}\right) \cdot k[A]_1^2[B]_1 = 2 \cdot k[A]_1^2[B]_1$

4. Чтобы определить, во сколько раз изменилась скорость, найдем отношение новой скорости $v_2$ к начальной скорости $v_1$:

$\frac{v_2}{v_1} = \frac{2 \cdot k[A]_1^2[B]_1}{k[A]_1^2[B]_1}$

Сократив одинаковые множители ($k$, $[A]_1^2$ и $[B]_1$) в числителе и знаменателе, получим:

$\frac{v_2}{v_1} = 2$

Таким образом, скорость реакции увеличилась в 2 раза.

Ответ: скорость реакции увеличится в 2 раза.