Question

Во сколько раз изменится скорость реакции 2А + В → А2В, если концентрацию вещества А увеличить в 2 раза, а концентрацию вещества В уменьшить в 2 раза? Нужен ответ с пояснениями

Answer 1

Позначим концентрацию вещества А как х моль/л, а вещества В как у моль/л
Тогда кинетическое уравнение до изменений будет выглядеть так
$v_{1} = k \cdot x^{2} \cdot y$
После того, как произошли изменения, кинетическое уравнение будет выглядеть так
$v_{2} = k \cdot (2x)^{2} \cdot 0.5y = 2 \cdot k \cdot x^{2} \cdot y$
Видим, что скорость реакции увеличится
Считаем во сколько раз
$\dfrac{v_{2}}{v_{1}} = \dfrac{2 \cdot k \cdot x^{2} \cdot y}{k \cdot x^{2} \cdot y} = \bf{2}$

Answer 2

Для определения изменения скорости реакции в химической реакции важно использовать уравнение скорости реакции и закон действующих масс. Предположим, что реакция имеет следующий вид:

\[2A + B \rightarrow A_2B.\]

Уравнение скорости реакции обычно записывается следующим образом:

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

где: - \(v\) - скорость реакции, - \(k\) - постоянная скорости реакции, - \([A]\) и \([B]\) - концентрации реагентов A и B соответственно, - \(m\) и \(n\) - порядки реакции относительно реагентов A и B.

Изначально у нас есть:

\[v_0 = k[A_0]^2[B_0],\]

где \(v_0\) - начальная скорость реакции, \(A_0\) и \(B_0\) - начальные концентрации реагентов A и B.

Теперь, если увеличить концентрацию A в 2 раза и уменьшить концентрацию B в 2 раза, новые концентрации будут \(2[A_0]\) и \(0.5[B_0]\).

Новая скорость реакции (\(v_1\)) будет:

\[v_1 = k[2A_0]^2[0.5B_0].\]

После преобразования:

\[v_1 = 4k[A_0]^2[0.5B_0].\]

Теперь мы можем сравнить новую скорость с начальной скоростью:

\[\frac{v_1}{v_0} = \frac{4k[A_0]^2[0.5B_0]}{k[A_0]^2[B_0]} = \frac{4 \times 0.5}{1} = 2.\]

Таким образом, скорость реакции увеличится в 2 раза при увеличении концентрации A в 2 раза и уменьшении концентрации B в 2 раза.