Краткий ответ — готовый конспект
Скорость химической реакции — это изменение концентрации вещества за единицу времени.
\[ v=\frac{\pm \Delta C}{\Delta t}, \qquad \Delta C=C_2-C_1,\quad \Delta t=t_2-t_1 \]
- по продукту (концентрация растёт) берём знак «+»;
- по реагенту (концентрация падает) берём «−», чтобы скорость была положительной;
- единицы: моль/(л·с) или моль/(л·мин).
Пример. За 20 с концентрация реагента упала с 0,8 до 0,6 моль/л: \[ v=\frac{0{,}8-0{,}6}{20}=0{,}01\ \text{моль/(л·с)} \]
Мгновенная скорость — скорость в данный момент; на графике \(C(t)\) это наклон касательной.
Факторы, влияющие на скорость
- Природа веществ — прочность связей, строение молекул.
- Концентрация — чем выше, тем быстрее (закон действующих масс): \[ v=k\cdot C_A^{a}\cdot C_B^{b} \] где \(k\) — константа скорости, показатели степени для элементарных реакций совпадают с коэффициентами.
- Температура — правило Вант-Гоффа: \[ v_2=v_1\cdot \gamma^{\frac{\Delta t}{10}}, \quad \gamma=2\ldots4 \] то есть при нагревании на 10 °C скорость растёт в 2–4 раза.
- Площадь поверхности — измельчение твёрдого реагента ускоряет реакцию.
- Давление — для газов: больше давление → больше концентрация → быстрее.
- Катализатор — ускоряет, сам не расходуется; ингибитор — замедляет.
- Свет, электрический ток — для фото- и электрохимических реакций.
Ключевые шаги при решении задач
- Выпиши, по какому веществу считаешь скорость (реагент → «−»).
- Найди \(\Delta C\) и \(\Delta t\) в одних единицах.
- Подставь в формулу \(v=\frac{|\Delta C|}{\Delta t}\).
- Проверка: единицы — моль/(л·с), ответ положительный, порядок величины разумный (обычно 10⁻³–10¹ моль/(л·с)).
Почему так: скорость — это «сколько вещества прореагировало за секунду», поэтому формула строится как обычная скорость в физике: изменение величины, делённое на время. Коэффициент \(k\) в законе действующих масс — это скорость при единичных концентрациях; он зависит от природы веществ и температуры, но не от концентрации.