Question

Во сколько раз изменится скорость химической реакции N2 (г)+ 3H2 (г) = 2NH3 (г), если: а) увеличить давление в 2 раза; б) увеличить концетрацию N2 в 3 раза; в) понизить температуру на 40°С (g=3)?

Answer 1

Увеличение давления в системе в 2 раза равносильно уменьшению объема системы в 2 раза. При этом концентрации реагирующих веществ возрастут в 2 раза. Согласно закону действия масс, начальная скорость реакции равна vн=k·[N2]·[H2]3. После увеличения давления в 2 раза концентрации азота и водорода увеличатся в 2 раза, и скорость реакции станет равна vк=k·2[N2]·23[H2]3=k·32[N2]·[H2]3. Отношение vк./vн показывает, как изменится скорость реакции после изменения давления. Следовательно, vк/vн=k·32[N2]·[H2]3/(k·[N2]·[H2]3)=32.

Ответ: скорость реакции увеличится в 32 раза.

Answer 2

Для ответа на данный вопрос, нужно вспомнить принцип Ле-Шателье, согласно которому изменение условий реакции приводит к смещению равновесия в ту сторону, которая компенсирует это изменение.

а) Если увеличить давление в 2 раза, то система будет стремиться снизить давление. Согласно принципу Ле-Шателье, равновесие сместится в сторону уменьшения количества молей газа. В данной реакции уравнение реакции показывает, что при образовании двух молей NH3 (газ) из N2 (газ) и 3H2 (газ), общее количество молей газа уменьшается с 4 до 2. Следовательно, повышение давления в 2 раза должно привести к повышению скорости реакции в 2 раза.

б) Если увеличить концентрацию N2 в 3 раза, то система будет стремиться уменьшить концентрацию N2. Согласно принципу Ле-Шателье, равновесие сместится в сторону уменьшения концентрации N2. Уравнение реакции показывает, что образуется 2 моля NH3 из 1 моля N2. Поэтому повышение концентрации N2 в 3 раза должно привести к повышению скорости реакции в 3 раза.

в) Если понизить температуру на 40°C, то система будет стремиться повысить температуру. Согласно принципу Ле-Шателье, равновесие сместится в сторону сторону реакции, которая сопровождается выделением тепла. В данной реакции образование NH3 является экзотермическим процессом, то есть сопровождается выделением тепла. Поэтому понижение температуры должно привести к смещению равновесия в сторону образования NH3. Это может привести к увеличению скорости реакции.

Итак, во сколько раз изменится скорость химической реакции N2 (г) + 3H2 (г) = 2NH3 (г), если: а) увеличить давление в 2 раза - скорость увеличится в 2 раза; б) увеличить концентрацию N2 в 3 раза - скорость увеличится в 3 раза; в) понизить температуру на 40°C - скорость может увеличиться.

Важно отметить, что конкретное изменение скорости будет зависеть от конкретных условий каждой реакции.