2023-03-09
Оксид азота и хлор взаимодействуют по уравнению реакции:
$2NO + Cl_{2} \rightarrow 2NOCl$.
Во сколько раз нужно увеличить давление каждого из исходных веществ при неизменном давлении второго вещества, а также давления во всей системе, чтобы скорость реакции возросла в 16 раз?
Решение:
Запишем выражение закона действия масс для этой реакции:
$V = K \cdot c[NO]^{2} \cdot c[Cl_{2}]$.
Для газообразных веществ давление пропорционально их концентрации. Допустим, давление $NO$ возрастает в $x$ раз, тогда $16V = K \cdot c[xNO]{2} \cdot c[Cl_{2}]$.
Следовательно, $\frac{16V}{V} = \frac{Kc[xNO]^{2} \cdot c[Cl_{2}]}{Kc[NO]^{2} \cdot c[Cl_{2}]}$.
Так как концентрация $Cl_{2}$ и константа скорости остаются неизменными, то $x^{2} = 16$, или $x = 4$, т.е. давление $NO$ необходимо увеличить в 4 раза.
Поскольку концентрация $Cl_{2}$ входит в выражение закона действия масс в первой степени, то очевидно, что для увеличения скорости в 16 раз давление хлора также необходимо увеличить в 16 раз.
При увеличении давления во всей системе в $x$ раз получим:
$16V = Kc \cdot [xNO]^{2} \cdot c [xCl_{2}]$.
Отсюда $\frac{16V}{V} = \frac{Kc[xNO]^{2} \cdot c[Cl_{2}]}{Kc[NO]^{2} \cdot c[Cl_{2}]}$;
$x^{3} = 16, x = 2,52$, т.е. давление в системе надо увеличить в 2,52 раза.