Question

В сосуде, в котором протекает химическая реакция 2Н2 +О2=2Н2О, концентрацию водорода увеличили в 3 раза. Во сколько раз возросла скорость реакции?

Answer 1

Обозначим концентрации исходных веществ водорода и кислорода через х моль/л и у моль/л соответственно. Запишем кинетическое уравнение реакции: v = kx²y.

После увеличения концентрации водорода в 3 раза кинетическое уравнение будет выглядеть так: v₁ = k(3x)²y = 9kx²y. Можем посчитать во сколько раз возрастет скорость реакции: $\dfrac{v_{1}}{v} = \dfrac{9kx^{2}y}{kx^{2}y} = \bf{9}$.

Answer 2

Для определения, во сколько раз возросла скорость реакции, нам необходимо понять, как зависит скорость реакции от концентрации реагентов. Обычно, для реакций с элементарным степенным механизмом, скорость реакции можно представить в виде уравнения:

скорость = k * [A]^m * [B]^n

где:

• k - постоянная скорости реакции (температурозависимая константа)
• [A] и [B] - концентрации реагентов A и B соответственно
• m и n - степени реакции по реагентам A и B

Для данной реакции 2H2 + O2 = 2H2O, мы имеем элементарный механизм, где степени реакции для H2 и O2 равны 2 и 1 соответственно.

Изначально у нас концентрации H2 и O2 были равны [H2]₀ и [O2]₀, а теперь концентрацию H2 увеличили в 3 раза, поэтому теперь у нас концентрации стали равны 3*[H2]₀ и [O2]₀.

Теперь, чтобы определить, во сколько раз возросла скорость реакции, можно поделить новую скорость реакции (Vнов) на исходную скорость реакции (Vисх):

Vнов / Vисх = (k * (3*[H2]₀)^2 * [O2]₀) / (k * [H2]₀^2 * [O2]₀)

Сокращаем k и [O2]₀:

Vнов / Vисх = (3*[H2]₀)^2 / [H2]₀^2

Упростим степень:

Vнов / Vисх = 9

Таким образом, скорость реакции возросла в 9 раз.