Как измениться скорость прямой реакции: 2CO(г) + O2(г) ⇄ 2CO2(г) Как измениться скорость прямой реакции: 2CO(г) + O2(г) ⇄ 2CO2(г), если: а) уменьшить концентрацию газовой смеси в три раза? б) увеличить концентрацию СО в три раза?
модель уравнения скорости может быть представлена в виде:
v=k[CO]2[O2] v = k [CO]^2 [O_2] v=k[CO]2[O2]
где v v v — скорость реакции, k k k — константа скорости, а [CO][CO][CO] и [O2][O_2][O2] — концентрации реагентов.
Теперь рассмотрим изменения скорости прямой реакции в зависимости от условий:
а) Уменьшение концентрации газовой смеси в три раза.
Концентрация каждого из реагентов уменьшится в три раза. То есть:
[CO][CO][CO] станет 13[CO]\frac{1}{3} [CO]31[CO], [O2][O_2][O2] станет 13[O2]\frac{1}{3} [O_2]31[O2].
Подставим новые концентрации в уравнение скорости:
v′=k(13[CO])2(13[O2])=k(19[CO]2)(13[O2])=127k[CO]2[O2]=127v v' = k \left(\frac{1}{3}[CO]\right)^2 \left(\frac{1}{3}[O_2]\right) = k \left(\frac{1}{9}[CO]^2\right) \left(\frac{1}{3}[O_2]\right) = \frac{1}{27} k [CO]^2 [O_2] = \frac{1}{27} v v′=k(31[CO])2(31[O2])=k(91[CO]2)(31[O2])=271k[CO]2[O2]=271v
Таким образом, скорость прямой реакции уменьшится в 27 раз.
б) Увеличение концентрации СО в три раза.
Теперь концентрация CO CO CO увеличится в три раза. То есть:
[CO][CO][CO] станет 3[CO] 3[CO] 3[CO], [O2][O_2][O2] останется без изменений.
Подставим это в уравнение скорости:
v′=k(3[CO])2[O2]=k(9[CO]2)[O2]=9k[CO]2[O2]=9v v' = k (3[CO])^2 [O_2] = k (9[CO]^2) [O_2] = 9 k [CO]^2 [O_2] = 9v v′=k(3[CO])2[O2]=k(9[CO]2)[O2]=9k[CO]2[O2]=9v
Таким образом, скорость прямой реакции увеличится в 9 раз.
Итак, подводя итоги:
а) Уменьшение концентрации газовой смеси в три раза уменьшает скорость реакции в 27 раз. б) Увеличение концентрации СО в три раза увеличивает скорость реакции в 9 раз.
Скорость химической реакции зависит от концентраций реагентов и может быть описана уравнением скорости реакции. Для реакции
2CO(г)+O2(г)⇄2CO2(г) 2CO(г) + O_2(г) ⇄ 2CO_2(г) 2CO(г)+O2 (г)⇄2CO2 (г)
модель уравнения скорости может быть представлена в виде:
v=k[CO]2[O2] v = k [CO]^2 [O_2] v=k[CO]2[O2 ]
где v v v — скорость реакции, k k k — константа скорости, а [CO][CO][CO] и [O2][O_2][O2 ] — концентрации реагентов.
Теперь рассмотрим изменения скорости прямой реакции в зависимости от условий:
а) Уменьшение концентрации газовой смеси в три раза.
Концентрация каждого из реагентов уменьшится в три раза. То есть:
[CO][CO][CO] станет 13[CO]\frac{1}{3} [CO]31 [CO],
[O2][O_2][O2 ] станет 13[O2]\frac{1}{3} [O_2]31 [O2 ].
Подставим новые концентрации в уравнение скорости:
v′=k(13[CO])2(13[O2])=k(19[CO]2)(13[O2])=127k[CO]2[O2]=127v v' = k \left(\frac{1}{3}[CO]\right)^2 \left(\frac{1}{3}[O_2]\right) = k \left(\frac{1}{9}[CO]^2\right) \left(\frac{1}{3}[O_2]\right) = \frac{1}{27} k [CO]^2 [O_2] = \frac{1}{27} v v′=k(31 [CO])2(31 [O2 ])=k(91 [CO]2)(31 [O2 ])=271 k[CO]2[O2 ]=271 v
Таким образом, скорость прямой реакции уменьшится в 27 раз.
б) Увеличение концентрации СО в три раза.
Теперь концентрация CO CO CO увеличится в три раза. То есть:
[CO][CO][CO] станет 3[CO] 3[CO] 3[CO],
[O2][O_2][O2 ] останется без изменений.
Подставим это в уравнение скорости:
v′=k(3[CO])2[O2]=k(9[CO]2)[O2]=9k[CO]2[O2]=9v v' = k (3[CO])^2 [O_2] = k (9[CO]^2) [O_2] = 9 k [CO]^2 [O_2] = 9v v′=k(3[CO])2[O2 ]=k(9[CO]2)[O2 ]=9k[CO]2[O2 ]=9v
Таким образом, скорость прямой реакции увеличится в 9 раз.
Итак, подводя итоги: а) Уменьшение концентрации газовой смеси в три раза уменьшает скорость реакции в 27 раз.
б) Увеличение концентрации СО в три раза увеличивает скорость реакции в 9 раз.