Выражение скорости химической реакции на основе закона действующих масс

Предмет: Химия

Раздел предмета: Химическая кинетика

Пояснение:

Задача касается химической кинетики, а именно выражения скорости химической реакции на основе закона действующих масс. В этом законе скорость реакции зависит от концентраций реагентов в степенях, равных их стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции. Разберём случай, описанный в задании.

Условие:

Рассматривается следующая реакция в газовой фазе (обратимая): \[ А_{(г)} + B_{(г)} \rightleftarrows C_{(г)} \]

1. Закон действующих масс:

Закон действующих масс утверждает, что скорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагентов, возведённых в степени, равные их стехиометрическим коэффициентам. Общая форма для скорости реакции: \[ \text{скорость прямой реакции} = k \cdot [A]^\alpha \cdot [B]^\beta \] где:

• \( k \) — константа скорости реакции;
• \( [A] \) и \( [B] \) — концентрации веществ \(A\) и \(B\) соответственно;
• \(\alpha\) и \(\beta\) — стехиометрические коэффициенты для \(A\) и \(B\).

2. Стехиометрия:

В уравнении реакции \( А_{(г)} + B_{(г)} \rightleftarrows C_{(г)} \), стехиометрические коэффициенты для реагентов \(A\) и \(B\) приравнены к единице, потому что уравнение у нас сбалансировано: 1 молекула \(А\) реагирует с 1 молекулой \(B\), образуя 1 молекулу \(C\). Следовательно, \(\alpha = 1\) и \(\beta = 1\).

3. Выражение скорости прямой реакции:

С учётом того, что стехиометрические коэффициенты для \(A\) и \(B\) равны 1, окончательное выражение для скорости прямой реакции выглядит так: \[ \text{скорость прямой реакции} = k_{\text{прямая}} \cdot [A] \cdot [B] \] где \( k_{\text{прямая}} \) — константа скорости для прямой реакции, а \( [A] \) и \( [B] \) — концентрации газов \(A\) и \(B\), соответственно.

Ответ:

Выражение для скорости прямой реакции будет: \[ \text{скорость прямой реакции} = k_{\text{прямая}} \cdot [A] \cdot [B] \]

Это итоговый ответ.