дано:
- Реакция: 2CO(г) + O2(г) = 2CO2(г)
- Давление в сосуде: P1
- Новое давление в сосуде: P2 = P1 / 3
найти:
- Как изменится скорость химической реакции при уменьшении давления.
решение:
Согласно принципу Бойля-Мариотта, уменьшение давления в герметичном сосуде приводит к уменьшению концентраций газов. Концентрация газа может быть связана с давлением следующим образом:
[C] = P / RT,
где C - концентрация, P - давление, R - газовая постоянная, T - температура.
При уменьшении давления в 3 раза, концентрации реагентов изменятся следующим образом:
[C2] = (P2 / RT) = (P1 / 3 / RT) = (1/3) * [C1],
где [C1] - начальные концентрации веществ CO и O2.
Теперь можем выразить скорость реакции. Скорость реакции можно записать как:
v = k * [CO]^m * [O2]^n,
где k - константа скорости, m и n - порядки реакции по газам CO и O2 соответственно. Порядки реакции для данной реакции равны 2 для CO (стехиометрический коэффициент 2) и 1 для O2 (стехиометрический коэффициент 1).
Начальная скорость реакции будет:
v1 = k * [CO1]^2 * [O21].
После уменьшения давления скорость реакции станет:
v2 = k * [CO2]^2 * [O22]
= k * ((1/3) * [CO1])^2 * ((1/3) * [O21])
= k * (1/9) * [CO1]^2 * (1/3) * [O21]
= k * (1/27) * [CO1]^2 * [O21]
= (1/27) * v1.
Это показывает, что скорость реакции уменьшается в 27 раз.
Ответ:
Скорость реакции уменьшится в 27 раз при уменьшении давления в сосуде в 3 раза.