2023-03-09
Реакция образования оксида азота (IV) выражается уравнением:
$2NO + O_{2} \leftrightarrow 2NO_{2}$.
Как изменится скорость прямой и обратной реакций, если увеличить давление в 2 раза, а температуру оставить постоянной? Вызовет ли это изменение скоростей смещение равновесия?
Решение:
Пусть равновесные концентрации до увеличения давления оксида азота (II), кислорода и оксида азота (IV) были: $c(NO) = a, c(O_{2}) = b, c(NO_{2}) = c$, тогда скорость прямой реакции $v_{1} = K a^{2}b$, скорость обратной реакции $v_{2} = K_{1}c^{2}$.
При увеличении давления в 2 раза во столько же раз увеличится концентрация всех реагентов: $c(NO) = 2a, c(O_{2}) = 2b, c(NO_{2}) = 2c$.
Скорость прямой реакции $v_{1}^{ \prime} = K(2a)^{2}2b$.
Скорость обратной реакции $v_{2}^{ \prime} = K_{1} (2c)^{2}$.
$\frac{v_{1}^{ \prime} }{v_{1} } = \frac{K(2a)^{2} \cdot 2b}{K \cdot a^{2}b} = \frac{K \cdot 8a^{2}b }{K \cdot a^{2}b } = 8$.
Скорость прямой реакции увеличилась в 8 раз.
$\frac{v_{2}^{ \prime} }{v_{2} } = \frac{K_{1}(2c)^{2}}{K_{1} \cdot c^{2}} = \frac{K_{1} \cdot 4c^{2} }{K_{1} \cdot c^{2} } = 4$.
Скорость обратной реакции увеличилась в 4 раза.
Равновесие существует только при равенстве скоростей прямой и обратной реакций, поэтому равновесие нарушится и начнет смещаться в сторону реакции, которая протекает с большей скоростью, т.е. в сторону образования $NO_{2}$. Это будет продолжаться до тех пор, пока не выровняются скорости прямой и обратной реакций.