1. Как изменится скорость горения сероводорода на воздухе, если:
А) уменьшить температуру;
Б) заменить воздух кислородом? Ответ мотивируйте.

2. Концентрация вещества за 15 секунд изменилась с 1,5 моль/л до 0,3 моль/л. Вычислите скорость реакции.

3. В каком направлении сместится равновесие обратимой реакции 2NO ↔ N₂ + O₂ - Q при:
а) повышении температуры;
б) добавлении избытка кислорода;
в) повышении давления?

1. Скорость горения сероводорода на воздухе изменится так:

А) Если уменьшить температуру, скорость горения уменьшится.
При понижении температуры частицы веществ движутся медленнее, число эффективных столкновений между молекулами сероводорода и кислорода уменьшается. Поэтому реакция горения протекает медленнее.

Горение сероводорода можно записать так:

Для этой реакции нужен кислород, а при более низкой температуре взаимодействие сероводорода с кислородом замедляется.

Б) Если заменить воздух кислородом, скорость горения увеличится.
В воздухе кислорода примерно 21%, а остальное в основном азот, который в горении почти не участвует. Если вместо воздуха взять чистый кислород, концентрация кислорода станет значительно больше. Чем выше концентрация реагирующего вещества, тем чаще происходят столкновения молекул, поэтому скорость реакции возрастает.

Значит:

• при уменьшении температуры скорость горения уменьшается;

• при замене воздуха кислородом скорость горения увеличивается.

2. Вычислим скорость реакции.

Дано:

Изменение концентрации:

Скорость реакции:

Ответ:

Если учитывать знак изменения концентрации вещества, которое расходуется, то:

Но скорость реакции обычно записывают положительной величиной:

3. Рассмотрим равновесие реакции:

Знак $-Q$ показывает, что прямое направление реакции идёт с поглощением теплоты, то есть является эндотермическим.

а) При повышении температуры равновесие сместится вправо.
Если температура повышается, равновесие смещается в сторону эндотермической реакции, то есть туда, где теплота поглощается. В данной записи это прямое направление:

Поэтому равновесие сместится в сторону образования $N_2$ и $O_2$.

б) При добавлении избытка кислорода равновесие сместится влево.
Кислород $O_2$ находится среди продуктов реакции. Если увеличить концентрацию продукта, система будет стремиться уменьшить это воздействие. Поэтому равновесие сместится в сторону исходного вещества, то есть влево:

Следовательно, при добавлении кислорода равновесие смещается в сторону образования NO.

в) При повышении давления равновесие не сместится.
Сравним количество молей газов в левой и правой частях уравнения.

Слева:

То есть 2 моль газа.

Справа:

То есть тоже 2 моль газа.

Так как число молей газообразных веществ слева и справа одинаковое, изменение давления не влияет на положение равновесия.

Итог:

• при повышении температуры — равновесие сместится вправо;

• при добавлении кислорода — равновесие сместится влево;

• при повышении давления — равновесие не сместится.