дано:
- Реакция: 2A + B = 3D
- Положение давления в системе: P1 (исходное давление)
- Изменение давления: P2 = 4 * P1 (в 4 раза больше)
найти:
- Во сколько раз возрастет скорость химической реакции при увеличении давления.
решение:
Скорость реакции зависит от концентраций реагентов. При увеличении давления в газовой системе, согласно уравнению состояния идеального газа, концентрация газов будет пропорционально увеличиваться.
Концентрация C (моль/л) связана с давлением P следующим образом:
C = n/V = P/(RT), где R - универсальная газовая постоянная, T - температура.
При увеличении давления в 4 раза:
C2 = P2/(RT) = (4 * P1)/(RT) = 4 * (P1/(RT)) = 4 * C1
Теперь рассмотрим скорость реакции. Для данной реакции порядок реакции можно выразить как:
v = k * [A]^m * [B]^n,
где m и n - стехиометрические коэффициенты (для A m = 2, для B n = 1), k - константа скорости.
С учетом изменения концентраций:
[A] = C1 (концентрация A) увеличивается до C2 = 4 * C1, тогда [A] становится (4 * C1)^2.
[B] = C1 (концентрация B) также увеличивается до C2 = 4 * C1.
Таким образом, новая скорость реакции v2 будет равна:
v2 = k * (4 * C1)^2 * (4 * C1)^1 = k * 16 * C1^2 * 4 * C1 = 64 * k * C1^3 = 64 * v1,
где v1 - исходная скорость реакции.
Ответ:
Скорость химической реакции возрастёт в 64 раза при увеличении давления в 4 раза.