Question

Как изменится скорость прямой реакции N2+3H2=2NH3, если увеличить концентрации исходных веществ в 2 раза?

Answer 1

При увеличении концентрации реагентов в 2 раза скорость прямой реакции увеличится в 16раз

V= [N2] ×[H2]³
V= 2 × 2³ = 16

Answer 2

Для определения того, как изменится скорость прямой реакции при увеличении концентраций исходных веществ в 2 раза, мы должны рассмотреть, как зависит скорость реакции от концентрации реагентов. Для этого воспользуемся простой моделью закона скорости:

Скорость реакции = k * [N2]^a * [H2]^b

где:

• k - константа скорости реакции (постоянная скорости),
• [N2] - концентрация азота (N2) в реакционной смеси,
• [H2] - концентрация водорода (H2) в реакционной смеси,
• a и b - степени реакций относительно N2 и H2 соответственно.

Так как дана реакция: N2 + 3H2 = 2NH3, мы видим, что стехиометрические коэффициенты перед N2 и H2 равны 1 и 3 соответственно.

Теперь предположим, что исходные концентрации N2 и H2 увеличиваются в 2 раза:

Новая концентрация N2: [N2]_нов = 2 * [N2]_стар Новая концентрация H2: [H2]_нов = 2 * [H2]_стар

Таким образом, новые концентрации N2 и H2 будут в 2 раза больше, чем исходные.

Теперь воспользуемся моделью закона скорости для определения новой скорости реакции:

Новая скорость реакции = k * [N2]_нов^a * [H2]_нов^b

Подставим в выражение новые концентрации и заметим, что степени реакций остаются теми же, так как они определены стехиометрией реакции:

Новая скорость реакции = k * (2 * [N2]_стар)^a * (2 * [H2]_стар)^b

Но так как a = 1 и b = 3, мы можем упростить это выражение:

Новая скорость реакции = k * 2^a * 2^b * [N2]_стар^a * [H2]_стар^b

Так как 2^a * 2^b = 2^(a+b) = 2^(1+3) = 2^4 = 16, мы получаем:

Новая скорость реакции = 16 * k * [N2]_стар * [H2]_стар

Таким образом, при увеличении концентраций исходных веществ в 2 раза, скорость прямой реакции увеличится в 16 раз.