Question

Одним из факторов, влияющих на скорость химической реакции, является давление. Как изменится скорость реакции, если в следующей системе 2NO (г) + O2 (г) = 2NO2 (г) увеличить давление в 4 раза? Объясните свой ответ. ​

Answer 1

Согласно закону действующих масс, скорость реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагентов, которые взяты в степенях, равных их коэффициентам в уравнении.

Это значит, что до изменения давления скорость данной реакции выражалась таким образом:

$V_1 = k[NO]^{2} \cdot [O_2]$

Увеличение давления приведет к тому, что концентрация реагентов возрастет во столько же раз (в нашем случае в 4 раза) вследствие уменьшения объема.

Получаем такое уравнение:

$V_2 = k(4[NO])^2 \cdot (4[O_2])$

Чтобы найти, как изменилась скорость реакции, найдем отношение скорости после изменения давления к изначальной:

$\frac{V_2}{V_1} =\frac{ k(4[NO])^2 \cdot (4[O_2])}{k[NO]^{2} \cdot [O_2]}= 4^2\cdot 4 = 64$

Ответ: скорость реакции увеличится в 64 раза.

Answer 2

Изменение давления влияет на скорость химической реакции в зависимости от наличия или отсутствия молекул газа в реакции и от того, какие газы участвуют. В данной реакции:

\[2\text{NO(g)} + \text{O}_2(g) \rightarrow 2\text{NO}_2(g)\]

рассмотрим, как изменение давления повлияет на скорость реакции. Сначала определим, какие газы участвуют в реакции:

1. NO (азот оксид) 2. O2 (молекулярный кислород) 3. NO2 (диоксид азота)

Коэффициенты перед формулами указывают на количество молекул каждого вещества, участвующих в реакции.

В данной реакции газы находятся в одном объеме (по коэффициентам перед формулами), и по принципу Ле Шателье увеличение давления приведет к смещению равновесия в сторону уменьшения молекулярного объема (то есть в сторону уменьшения количества молекул газа). В данной реакции это приведет к увеличению количества молекул газа, так как находится в 4 молекулы NO2 в сравнении с 3 молекулами газов (2NO + O2).

Это увеличение давления создаст дополнительную тенденцию к образованию меньшего количества молекул газа (NO и O2) и большего количества молекул NO2. Таким образом, реакция сместится вправо, в сторону образования NO2.

Увеличение давления в 4 раза приведет к ускорению образования NO2 и увеличит скорость реакции в системе.