Опыт 2. Зависимость скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ при постоянной температуре

Налейте в стаканчик 10 мл 0, 5% раствора серной кислоты. В другой стаканчик налейте 10 мл раствора серноватистокислого натрия и 20 мл дистиллированной воды. Затем к раствору кислоты прилейте содержимое второго стакана и отметьте по часам продолжительность опыта. Повторите опыт еще два раза, изменив концентрацию Na₂S₂O_{3 (} табл. 2).

Задания:

1. Постройте график зависимости скорости реакции от концентрации серноватистокислого натрия Na₂S₂O₃ (r - C(Na₂S₂O₃));

2. Определите порядок реакции по серноватистокислому натрию (метод Вант-Гоффа)

Концентрации растворов Na₂S₂O₃ приведены в табл. 2.

Таблица 2

Контрольные вопросы для защиты лабораторной работы

1. Каков физико-химический смысл константы скорости реакции? Какие факторы влияют на константу скорости реакции?

2. Какую размерность имеет константа скорости для реакции: а) 1-го порядка; б) 2-го порядка; в) 3-го порядка.

3. Запишите кинетические уравнения для реакций, рассматривая их как элементарные:

а) NO₂ + NO₂ = N₂O₄

б) N₂O₅ = N₂O₄ + 1/2 O₂

в) 2NO + O₂ = 2NO₂

4. При начальных концентрациях реагентов [A] ₀₁ =2, 3× 10 ^{- 3} моль/л и [B] ₀₁ = 1, 1× 10 ^{- 3} моль/л начальная скорость элементарной газофазной реакции A+B = 2C равна W₀₁ = 2, 5× 10 ^{- 3} моль/(л× с). Какова будет начальная скорость этой реакции W₀₂ при других начальных концентрациях [A] ₀₂ = 1, 9× 10 ^{- 3} и [B] ₀₂ = 10 ^{- 2} моль/л? Считать, что продукты реакции не влияют на скорость прямой реакции.

5. Вычислите, при какой температуре реакция закончится за 5 мин., если при 20°С на это требуется 24 мин. Температурный коэффициент скорости реакции равен 3.

6. Выведите формулу, связывающую температурный коэффициент скорости реакции g и энергию активации реакции E_A.

7. Во сколько раз возрастет скорость реакции при повышении температуры от 30°С до 50°С, если энергия активации реакции равна 125 кДж/моль?

8. Константа скорости реакции при 600 К равна 7, 5, а при 650 К - 450. Вычислите энергию активации и константу скорости при 700 К.

9. Напишите кинетическое уравнение химической реакции A + 2 B = C, рассматривая ее как элементарную. Определите, во сколько раз возрастет скорость реакции, если:

а) концентрация A увеличится в 2 раза;

б) концентрация B увеличится в 3 раза;

в) концентрация A и B увеличится в 2 раза.

10. Напишите кинетическое уравнение химической реакции

A + B + C ® D + F,

если известно, что при увеличении начальной концентрации вещества A в 2 раза начальная скорость реакции увеличивается в 4 раза, а при увеличении начальной концентрации вещества B в 2 раза начальная скорость реакции увеличивается в 2, 83 раза, а при увеличении начальной концентрации вещества C скорость реакции не изменяется.