Тапсырма № 12 · ОГЭ

Расчёты скорости химической реакции

Как вычислять среднюю скорость реакции по изменению концентрации вещества и промежутку времени

5 мин чтенияҚиындық: Обновлено 29 қыркүйек 2026

Средняя скорость химической реакции показывает, насколько изменилась концентрация вещества за выбранный промежуток времени. На экзамене важно правильно определить изменение концентрации, учесть знак и привести время к согласованным единицам.

Что называют средней скоростью реакции

Скорость химической реакции — это изменение концентрации реагирующего вещества или продукта за единицу времени. В реальной реакции концентрации обычно меняются неравномерно: в начале процесс идёт быстрее, а затем замедляется. Поэтому расчёт по конечным и начальным данным даёт среднюю скорость на данном промежутке времени.

Средняя скорость реакции

Средняя скорость — отношение изменения концентрации вещества к промежутку времени, за который это изменение произошло. Единица измерения обычно \(\mathrm{моль/(л\cdot с)}\), то есть \(\mathrm{моль\cdot л^{-1}\cdot с^{-1}}\).

Если рассматривают реагент, его концентрация уменьшается: \(c_2<c_1\). Чтобы скорость получилась положительной, используют противоположный знак. Если рассматривают продукт, его концентрация увеличивается, поэтому дополнительный минус не нужен.

\[v_{\mathrm{ср}}=-\frac{\Delta c(\text{реагента})}{\Delta t}=\frac{c_1-c_2}{t_2-t_1}\]1

\[v_{\mathrm{ср}}=\frac{\Delta c(\text{продукта})}{\Delta t}=\frac{c_2-c_1}{t_2-t_1}\]2

Правило знака

Для реагента: \(v=\frac{c_1-c_2}{\Delta t}\). Для продукта: \(v=\frac{c_2-c_1}{\Delta t}\). В обоих случаях скорость реакции записывают положительным числом.

Алгоритм шешімдер тапсырма

В условии могут быть указаны начальная и конечная концентрации, а также моменты времени или продолжительность наблюдения. Решение удобно оформлять по одному алгоритму.

Определите, концентрация какого вещества дана: реагента или продукта.
Запишите начальное и конечное значения концентрации: \(c_1\) и \(c_2\).
Найдите промежуток времени \(\Delta t=t_2-t_1\) или используйте указанную продолжительность.
Приведите единицы к согласованному виду: например, минуты переведите в секунды, если требуется скорость в \(\mathrm{моль/(л\cdot с)}\).
Подставьте данные в формулу и укажите единицу измерения.

Жылдам приём

Если реагент расходуется, просто посчитайте, на сколько уменьшилась его концентрация: \(c_1-c_2\). Если продукт образуется, посчитайте прирост: \(c_2-c_1\).

Проверь себя

Концентрация реагента уменьшилась с \(0{,}80\) до \(0{,}50\ \mathrm{моль/л}\) за \(30\) с. Чему равна средняя скорость?

Как читать график концентрации

Зависимость концентрации от времени изображают графиком \(c(t)\). Для реагента кривая обычно направлена вниз, а для продукта — вверх. Средняя скорость связана с наклоном секущей: чем больше изменение концентрации за одно и то же время, тем выше средняя скорость.

Условный график уменьшения концентрации реагента. Средняя скорость на участке определяется отношением изменения концентрации к времени.

На графике выбирают две точки: начальную и конечную. Затем находят разность их координат по вертикали и делят её на разность координат по горизонтали. Для точного мгновенного значения скорости потребовалась бы касательная, но в типовых экзаменационных задачах чаще находят именно среднюю скорость.

\[v_{\mathrm{ср}}=\frac{|c_2-c_1|}{|t_2-t_1|}\]3

Важно

Формула с модулями удобна как универсальная запись для величины скорости. Но при решении полезно помнить химический смысл: реагент расходуется, продукт образуется.

Разобранный пример

За \(5\) минут концентрация вещества \(\mathrm{A}\) уменьшилась с \(1{,}20\) до \(0{,}30\ \mathrm{моль/л}\). Найдём среднюю скорость расходования вещества \(\mathrm{A}\) в \(\mathrm{моль/(л\cdot с)}\).

№

Пример

Вещество \(\mathrm{A}\) — реагент, поэтому его концентрация уменьшается. Сначала переводим время в секунды, затем находим уменьшение концентрации и делим его на время.

В условии дано время в минутах, а единица скорости должна содержать секунды.

\(\displaystyle \Delta t=5\ \text{мин}=5\cdot 60=300\ \text{с}\)

Находим, насколько уменьшилась концентрация реагента.

\(\displaystyle \Delta c=c_1-c_2=1{,}20-0{,}30=0{,}90\ \mathrm{моль/л}\)

Для расходования реагента используем отношение уменьшения концентрации ко времени.

\(\displaystyle v_{\mathrm{ср}}=\frac{\Delta c}{\Delta t}=\frac{0{,}90}{300}=0{,}003\ \mathrm{моль/(л\cdot с)}\)

Записываем ответ с единицами измерения.

\(\displaystyle \boxed{v_{\mathrm{ср}}=3\cdot10^{-3}\ \mathrm{моль/(л\cdot с)}}\)

Если бы ответ требовался в \(\mathrm{моль/(л\cdot мин)}\), переводить минут в секунды не нужно: \(v=0{,}90/5=0{,}18\ \mathrm{моль/(л\cdot мин)}\). Эти два численных ответа описывают одну и ту же скорость в разных единицах.

Когда учитывают уравнение реакции

Иногда в задаче спрашивают не скорость изменения концентрации конкретного вещества, а скорость реакции по уравнению. Если вещества расходуются или образуются в разных количествах согласно коэффициентам, используют стехиометрические коэффициенты.

Для реакции \(a\mathrm{A}+b\mathrm{B}\rightarrow c\mathrm{C}+d\mathrm{D}\) скорость реакции можно выразить так:

\[v=-\frac{1}{a}\frac{\Delta c(\mathrm{A})}{\Delta t}=-\frac{1}{b}\frac{\Delta c(\mathrm{B})}{\Delta t}=\frac{1}{c}\frac{\Delta c(\mathrm{C})}{\Delta t}=\frac{1}{d}\frac{\Delta c(\mathrm{D})}{\Delta t}\]4

Например, в реакции \(2\mathrm{NO}+\mathrm{O_2}\rightarrow2\mathrm{NO_2}\) кислород расходуется в два раза медленнее, чем оксид азота(II), если сравнивать абсолютные изменения их концентраций: на два моля \(\)\(\mathrm{NO}\) приходится один моль \(\mathrm{O_2}\). Для простых задач, где прямо сказано «скорость расходования вещества», коэффициенты обычно дополнительно не вводят.

Коэффициенты в скорости реакции

Чтобы получить единую скорость реакции, изменение концентрации каждого вещества делят на его стехиометрический коэффициент. Для реагентов перед дробью ставят минус, для продуктов — плюс.

Частые ошибки

Что проверять перед ответом

1. Не оставляйте отрицательную скорость: для реагента используйте \(c_1-c_2\) или знак минус перед \(\Delta c\). 2. Не путайте разность концентраций с их суммой. 3. Учитывайте весь промежуток времени, а не только конечный момент. 4. Переводите минуты в секунды, если ответ нужен в секундах. 5. Не смешивайте \(\mathrm{моль/л}\) и \(\mathrm{г/л}\): формула средней скорости требует одинаковых единиц концентрации. 6. Не применяйте стехиометрические коэффициенты, если спрашивают только скорость изменения концентрации конкретного вещества.

Запомнить

Средняя скорость — это «изменение концентрации, делённое на время». Для реагента берут уменьшение, для продукта — увеличение.

Связь с другими темами

На величину скорости влияет концентрация частиц: этот сұрақ подробно разобран на странице влияние концентрации на скорость реакции. Расчёты средней скорости помогают анализировать данные, но не заменяют изучение скорости химической реакции как общей характеристики процесса. При обсуждении обратимых реакций и равновесия полезно отличать скорость прямой и обратной реакций; рядом рассматриваются равновесие в однородной системе и равновесные концентрации. Катализатор изменяет скорость установления равновесия, но не смещает само равновесие — это связано с темой влияния катализатора на равновесие.

Быстрая проверка

Жылдам тест по теме

Проверьте себя

~ 2 мин4 вопроса

Вопрос 1 / 4

Вопрос 1 из 4 · формула

Концентрация продукта выросла с \(0{,}10\) до \(0{,}40\ \mathrm{моль/л}\) за \(60\) с. Какова средняя скорость?

Главное за минуту

Главное

Средняя скорость равна изменению концентрации, делённому на промежуток времени.
Для реагента используют уменьшение концентрации \(c_1-c_2\); для продукта — увеличение \(c_2-c_1\).
Перед расчётом проверьте единицы времени и концентрации.
Если спрашивают единую скорость реакции по уравнению, учитывайте стехиометрические коэффициенты.
Жауап обязательно записывают с единицей измерения: обычно \(\mathrm{моль/(л\cdot с)}\) немесе \(\mathrm{моль/(л\cdot мин)}\).