изучение реакции описываемой уравнением: а+2в->ав2 показало, что при увеличении концентрации реагента а в два раза скорость ее увеличивается в два раза, а при увеличении в два раза концентрации реагента в-увеличивается в четыре раза. напишите кинетическое уравнение этой реакции и рассчитайте скорость реакции: а) при начальной концентрации а и в равных по 0,5 моль/дм3 б) к моменту, когда концентрация образовавшегося продукта АВ2 оказалась равной 0,2 моль/дм3.константа скорости реакции равна 0,8
Задача по кинетике. Дан реакционный одной формулы A + 2B → AB2. По данным о влиянии концентраций на скорость определим порядки по A и B и запишем кинетическое уравнение.
1) Определение степени реактивности
- Удвоение [A] вызывает удвоение скорости: порядок по A равен 1.
- Удвоение [B] вызывает увеличение скорости в 4 раза: 2^n = 4, значит n = 2 — порядок по B равен 2.
Следовательно, кинетическое уравнение скорости:
v = k [A] [B]^2
Дано k = 0,8 (единицы зависят от объёма и времени, обычно k имеет единицы L^2/(mol^2·s)).
2) Уравнение для скорости
v = d[AB2]/dt = 0,8 [A] [B]^2
Дополнительно можно записать связи между концентрациями черезStoichiometry:
- при образовании AB2 на единицу моль продукта расходуется 1 моль A и 2 моль B:
[A] = [A]0 − x, [B] = [B]0 − 2x, [AB2] = x, где x — концентрация образовавшегося продукта.
3) Задача a) начальные концентрации [A]0 = [B]0 = 0,5 моль/дм^3
v0 = 0,8 · [A] · [B]^2 = 0,8 · 0,5 · (0,5)^2
= 0,8 · 0,5 · 0,25
= 0,8 · 0,125
= 0,10 моль/(дм^3·с)
Ответ: скорость в начале реакции 0,10 M/s.
4) Задача б) момент, когда [AB2] = 0,2 моль/дм^3
Пусть x = [AB2] образованного продукта. Данно [AB2] = 0,2, значит x = 0,2.
Тогда по стехиометрии:
- [A] = [A]0 − x = 0,5 − 0,2 = 0,3 моль/дм^3
- [B] = [B]0 − 2x = 0,5 − 0,4 = 0,1 моль/дм^3
instantaneous скорость при этом моменте:
v = 0,8 · [A] · [B]^2 = 0,8 · 0,3 · (0,1)^2
= 0,8 · 0,3 · 0,01
= 0,0024 моль/(дм^3·с)
Ответ: скорость реакции на момент, когда [AB2] = 0,2 M, равна 0,0024 M/s.
Итого:
- Кинетическое уравнение: v = 0,8 [A] [B]^2.
- a) при [A] = [B] = 0,5 M скорость v = 0,10 M/s.
- b) при [AB2] = 0,2 M скорость v = 0,0024 M/s (с учетом текущих [A] = 0,3 M и [B] = 0,1 M).
