Question

У реакції 2NO + O2 = 2NO2 об'єм реагуючих газів зменшили у два рази, як при цьому зміниться швидкість хімічної реакції, якщо обчислювати її за формулою: V=kС2 (NO)x С(O2).

Answer 1

Для определения того, как изменится скорость химической реакции при уменьшении объема реагирующих газов, необходимо использовать закон действующих масс, который устанавливает пропорциональность между скоростью химической реакции и концентрациями реагентов:

v = k [A]^m [B]^n

где v - скорость реакции, k - константа скорости, [A] и [B] - концентрации реагентов, m и n - порядки реакции по A и B соответственно.

В данном случае, у нас есть реакция 2NO + O2 = 2NO2 и формула скорости реакции V=kС2(NO)x С(O2), где [NO] и [O2] - концентрации газов NO и O2 соответственно.

Из уравнения реакции видно, что коэффициенты стехиометрии реактивов равны 2 и 1 соответственно, что означает, что для того, чтобы продолжить реакцию, необходимо наличие двух молекул NO и одной молекулы O2.

При уменьшении объема реагирующих газов вдвое концентрации [NO] и [O2] также уменьшаются вдвое. Таким образом, скорость реакции будет изменяться следующим образом:

v' = k [A']^m [B']^n = k ([A]/2)^m ([B]/2)^n = v/4

Таким образом, скорость химической реакции уменьшится вчетверо при уменьшении объема реагирующих газов вдвое

Answer 2

Швидкість хімічної реакції визначається за рівнянням швидкості реакції, яке виглядає наступним чином:

V = k * [С(NO)]^x * [С(O2)]^y

Де:

• V - швидкість реакції.
• k - константа швидкості реакції.
• [С(NO)] - концентрація NO (оксид азоту) в реакції.
• [С(O2)] - концентрація O2 (кисень) в реакції.
• x та y - порядки реакції щодо NO та O2 відповідно.

Якщо об'єм обох газів (NO і O2) зменшується у два рази, то концентрації цих газів також зменшаться у два рази, оскільки концентрація пропорційна об'єму (якщо температура і тиск залишаються сталими). Тобто:

[С(NO)] нова = [С(NO)] початкова / 2 [С(O2)] нова = [С(O2)] початкова / 2

Тепер ми можемо виразити нову швидкість реакції (V нова) з урахуванням нових концентрацій:

V нова = k * ([С(NO)] нова)^x * ([С(O2)] нова)^y

Підставимо значення для [С(NO)] нова та [С(O2)] нова:

V нова = k * ([С(NO)] початкова / 2)^x * ([С(O2)] початкова / 2)^y

Тепер ми можемо розділити обидві сторони рівняння на початкову швидкість реакції (V початкова):

V нова / V початкова = (k * ([С(NO)] початкова / 2)^x * ([С(O2)] початкова / 2)^y) / (k * [С(NO)] початкова^x * [С(O2)] початкова^y)

Константа швидкості реакції (k) знімається з обох сторін:

V нова / V початкова = ([С(NO)] початкова / 2)^x * ([С(O2)] початкова / 2)^y / ([С(NO)] початкова^x * [С(O2)] початкова^y)

Тепер використовуючи властивості степенів, ми можемо спростити вираз:

V нова / V початкова = ([1/2]^x) * ([1/2]^y)

Так як [1/2]^x і [1/2]^y дорівнюють (1/2)^x і (1/2)^y відповідно, то:

V нова / V початкова = (1/2)^x * (1/2)^y

Тепер ми можемо помітити, що (1/2)^x * (1/2)^y дорівнює (1/2)^(x+y). Таким чином:

V нова / V початкова = (1/2)^(x+y)

За умови, що порядок реакції (x + y) не змінюється, швидкість реакції зменшиться у 2^(x+y) рази, тобто у два рази у вашому випадку, коли об'єм реагуючих газів зменшується у два рази.