Задачи с использованием закона действия масс

Пример 1

Во сколько раз изменится скорость прямой химической реакции, протекающей в гомогенной системе: 2NO + Br₂ = 2NOBr₂при:

а) увеличении концентрации NO в два раза;

б) уменьшении концентрации Br₂ в три раза.

Решение

Т. к. сказано, что система гомогенная, то все вещества находятся в газовой фазе и их концентрации входят в формулу закона действия масс. Запишем выражение закона для этой реакции: u₁ = k[NO]²[Br₂].

а) При увеличении концентрации NO в два раза формула закона действия масс будет выглядеть следующим образом: u₂ = k[2NO]²[Br₂]=4k[NO]²[Br₂] (вынесли 2 из-под знака концентрации и возвели её в квадрат). Таким образом u₂/u₁ = 4k[NO]²[Br₂]/ k[NO]²[Br₂] =4. Следовательно скорость прямой реакции увеличится в 4 раза.

б) При уменьшении концентрации Br₂ в три раза формула закона действия масс будет выглядеть следующим образом: u₂ = k[NO]²[ Br₂] = k[NO]²[Br₂]. Таким образом u₂/u₁ = k[NO]²[Br₂]/ k[NO]²[Br₂]= . Следовательно, скорость прямой реакции уменьшится в 3 раза.

Пример 2

Во сколько раз изменится скорость прямой химической реакции, протекающей в системе: 3А_(г) + В_(г) =2С_(г) при:

а) увеличении объёма в пять раз;

б) увеличении давления в два раза.

Решение

Т. к. все вещества находятся в газообразном состоянии, то их концентрации входят в формулу закона действия масс. Запишем выражение закона для этой реакции: u₁ = k[А]³[B].

а) При увеличении объёма (или при уменьшении давления ) в n-е количество раз концентрации реагирующих газообразных веществ уменьшаются в такое же количество раз, т. е. при увеличении объёма в пять раз концентрации А и Вуменьшаются в пять раз. Отсюда u₂ = k[ А]³[ B] = k[А]³[B ] (вынесли из-под знака концентрации, возвели её в куб и умножили на ). Таким образом u₂/u₁= = k[А]³[B ]/ k[А]³[B ] = . Следовательно, скорость прямой реакции уменьшится в 625 раз.

б) При увеличении давления ( или уменьшении объёма ) в n-е количество раз концентрации реагирующих газообразных веществ увеличиваются в такое же количество раз, т. е. при увеличении давления в два раза концентрации А и В увеличиваются в два раза. Отсюда u₂ = k[2А]³[2B] = 16k[А]³[B ]. Таким образом, u₂/u₁= =16k[А]³[B ]/ k[А]³[B ] =16. Следовательно, скорость прямой реакции увеличится в 16 раз.

Пример 3

Как скажется уменьшение объёма в четыре раза на скорости следующих реакций: а) 2С_(к) + О_2(г) = 2СО_(г);

б) 2КМ_(к) = 2К_(к) + М_(г).

Решение

а) Так в данной системе одно из веществ ( С ) находится в кристаллическом состоянии, то его концентрация не будет входить в формулу закона действия масс. Следовательно, u₁ = k [О₂]. При уменьшении объёма в четыре раза концентрация О₂ увеличивается в четыре раза и u₂ = k[4О₂] = 4 k[О₂]. Отсюда u₂/u₁= =4k[О₂]./ k[О₂].= 4 и скорость прямой реакции увеличится в 4 раза.

б) Поскольку среди исходных веществ имеется только одно вещество, причём в кристаллическом состоянии, то изменение объёма не будет влиять на скорость прямой реакции и она не изменится.

______________________________________________________________________

СОВЕТ: обращайте внимание на то, в каком агрегатном состоянии находится вещество в реакции и помните, что концентрации веществ в кристаллическом состоянии не учитываются. ______________________________________________________________________