Перечислите факторы, влияющие на скорость химической реакции, укажите их влияние на скорость. Запишите кинетическое уравнение простой реакции 2NO2(г) = 2NO(г) + O2(г). Как изменится её скорость: а) при увеличении давления в 3 раза; б) при уменьшении концентрации NO2 в пять раз?

1. Факторы, влияющие на скорость химической реакции, и их влияние

Скорость химической реакции зависит от нескольких основных факторов:

1. Природа реагирующих веществ. Разные вещества обладают различной химической активностью, поэтому реагируют с разной скоростью. Например, активные металлы взаимодействуют с кислотами быстрее, чем малоактивные.

2. Концентрация реагирующих веществ. При увеличении концентрации скорость реакции обычно возрастает, так как увеличивается число столкновений между частицами реагирующих веществ. При уменьшении концентрации скорость реакции снижается.

3. Температура. При повышении температуры скорость химической реакции увеличивается, поскольку частицы движутся быстрее и чаще сталкиваются. При понижении температуры скорость реакции уменьшается. При повышении температуры на каждые 10 °C скорость многих реакций возрастает примерно в 2–4 раза.

4. Давление (для газообразных веществ). При увеличении давления концентрация газов возрастает, поэтому скорость реакции увеличивается. При уменьшении давления скорость реакции снижается.

5. Площадь поверхности соприкосновения веществ. Чем больше поверхность соприкосновения реагирующих веществ (например, чем сильнее измельчено твёрдое вещество), тем быстрее протекает реакция.

6. Катализаторы и ингибиторы. Катализаторы увеличивают скорость реакции, снижая энергию активации, а ингибиторы замедляют её.

2. Кинетическое уравнение реакции

Дана реакция:

Для простой (элементарной) реакции кинетическое уравнение записывается по закону действующих масс. Показатели степеней равны стехиометрическим коэффициентам исходных веществ.

Следовательно, кинетическое уравнение имеет вид:

где:

• $v$ — скорость реакции;

• $k$ — константа скорости реакции;

• $[NO_2]$ — концентрация диоксида азота.

3. Как изменится скорость реакции?

а) При увеличении давления в 3 раза.

При увеличении давления в 3 раза концентрация газообразного NO₂ также увеличится в 3 раза (при постоянной температуре).

По кинетическому уравнению:

Тогда новая скорость:

Следовательно:

Ответ: скорость реакции увеличится в 9 раз.

б) При уменьшении концентрации NO₂ в 5 раз.

Если концентрация NO₂ уменьшится в 5 раз, то:

Следовательно:

Ответ: скорость реакции уменьшится в 25 раз.

Итог:

• Кинетическое уравнение: $v=k\cdot[NO_2]^2$.

• а) При увеличении давления в 3 раза скорость увеличится в 9 раз.

• б) При уменьшении концентрации NO₂ в 5 раз скорость уменьшится в 25 раз.