Для решения задачи необходимо воспользоваться принципом завышенного давления, который основан на уравнении состояния реакций и законопроекта скоростей.
Скорость реакции пропорциональна концентрации реагентов. Если принять, что скорость реакции v v v можно выразить как:
v=k[NO]2[O2] v = k [\text{NO}]^2 [\text{O}_2] v=k[NO]2[O2]
где k k k — константа скорости реакции, а [NO][\text{NO}][NO] и [O2][\text{O}_2][O2] — концентрации илидавленияили давленияилидавления реагентов.
При увеличении давления на реакцию, концентрация газов увеличивается пропорционально увеличению давления припостояннойтемпературепри постоянной температуреприпостояннойтемпературе.
Пусть начальные давления P<em>NO P<em>{\text{NO}} P<em>NO и P</em>O2 P</em>{\text{O}_2} P</em>O2 и их общая скорость будет v1 v_1 v1:
v<em>1=kP</em>NO2PO2 v<em>1 = k P</em>{\text{NO}}^2 P_{\text{O}_2} v<em>1=kP</em>NO2PO2
Теперь, если увеличить давление на x x x раз, новое давление будет равно xP<em>NO xP<em>{\text{NO}} xP<em>NO и xP</em>O2 xP</em>{\text{O}_2} xP</em>O2:
v<em>2=k(xP</em>NO)2(xPO<em>2)=kx2P</em>NO2xPO<em>2=kx3P</em>NO2PO2 v<em>2 = k (xP</em>{\text{NO}})^2 (xP_{\text{O}<em>2}) = k x^2 P</em>{\text{NO}}^2 x P_{\text{O}<em>2} = k x^3 P</em>{\text{NO}}^2 P_{\text{O}_2} v<em>2=k(xP</em>NO)2(xPO<em>2)=kx2P</em>NO2xPO<em>2=kx3P</em>NO2PO2
Теперь скорость увеличилась в 500 раз:
v2=500v1 v_2 = 500 v_1 v2=500v1
Подставим значения:
kx3P<em>NO2P</em>O<em>2=500kP</em>NO2PO2 k x^3 P<em>{\text{NO}}^2 P</em>{\text{O}<em>2} = 500 k P</em>{\text{NO}}^2 P_{\text{O}_2} kx3P<em>NO2P</em>O<em>2=500kP</em>NO2PO2
Можно сократить kP<em>NO2P</em>O2 k P<em>{\text{NO}}^2 P</em>{\text{O}_2} kP<em>NO2P</em>O2приусловиичтоонинеравнынулюпри условии что они не равны нулюприусловиичтоонинеравнынулю:
x3=500 x^3 = 500 x3=500
Теперь найдём x x x:
x=5003≈7.937 x = \sqrt[3]{500} \approx 7.937 x=3500≈7.937
Таким образом, чтобы скорость образования NO2 возросла в 500 раз, следует увеличить давление примерно в 7.94 7.94 7.94 раз.
Для решения задачи необходимо воспользоваться принципом завышенного давления, который основан на уравнении состояния реакций и законопроекта скоростей.
Реакция имеет следующий вид:
2NO(g)+O2(g)→2NO2(g) 2 \text{NO}(g) + \text{O}_2(g) \rightarrow 2 \text{NO}_2(g) 2NO(g)+O2 (g)→2NO2 (g)
Скорость реакции пропорциональна концентрации реагентов. Если принять, что скорость реакции v v v можно выразить как:
v=k[NO]2[O2] v = k [\text{NO}]^2 [\text{O}_2] v=k[NO]2[O2 ]
где k k k — константа скорости реакции, а [NO][\text{NO}][NO] и [O2][\text{O}_2][O2 ] — концентрации илидавленияили давленияилидавления реагентов.
При увеличении давления на реакцию, концентрация газов увеличивается пропорционально увеличению давления припостояннойтемпературепри постоянной температуреприпостояннойтемпературе.
Пусть начальные давления P<em>NO P<em>{\text{NO}} P<em>NO и P</em>O2 P</em>{\text{O}_2} P</em>O2 и их общая скорость будет v1 v_1 v1 :
v<em>1=kP</em>NO2PO2 v<em>1 = k P</em>{\text{NO}}^2 P_{\text{O}_2} v<em>1=kP</em>NO2PO2
Теперь, если увеличить давление на x x x раз, новое давление будет равно xP<em>NO xP<em>{\text{NO}} xP<em>NO и xP</em>O2 xP</em>{\text{O}_2} xP</em>O2 :
v<em>2=k(xP</em>NO)2(xPO<em>2)=kx2P</em>NO2xPO<em>2=kx3P</em>NO2PO2 v<em>2 = k (xP</em>{\text{NO}})^2 (xP_{\text{O}<em>2}) = k x^2 P</em>{\text{NO}}^2 x P_{\text{O}<em>2} = k x^3 P</em>{\text{NO}}^2 P_{\text{O}_2} v<em>2=k(xP</em>NO)2(xPO<em>2 )=kx2P</em>NO2xPO<em>2 =kx3P</em>NO2PO2
Теперь скорость увеличилась в 500 раз:
v2=500v1 v_2 = 500 v_1 v2 =500v1
Подставим значения:
kx3P<em>NO2P</em>O<em>2=500kP</em>NO2PO2 k x^3 P<em>{\text{NO}}^2 P</em>{\text{O}<em>2} = 500 k P</em>{\text{NO}}^2 P_{\text{O}_2} kx3P<em>NO2P</em>O<em>2=500kP</em>NO2PO2
Можно сократить kP<em>NO2P</em>O2 k P<em>{\text{NO}}^2 P</em>{\text{O}_2} kP<em>NO2P</em>O2 приусловиичтоонинеравнынулюпри условии что они не равны нулюприусловиичтоонинеравнынулю:
x3=500 x^3 = 500 x3=500
Теперь найдём x x x:
x=5003≈7.937 x = \sqrt[3]{500} \approx 7.937 x=3500 ≈7.937
Таким образом, чтобы скорость образования NO2 возросла в 500 раз, следует увеличить давление примерно в 7.94 7.94 7.94 раз.