Номер 1, страница 97, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

•1. В системе, содержащей $NO_2$ и $CO$, увеличили давление в 2 раза. Во сколько раз увеличится скорость реакции?

1. Дано:

Реагенты: $NO_2(г)$ и $CO(г)$

Увеличение давления: $\frac{p_2}{p_1} = 2$

Найти:

Отношение скоростей реакции: $\frac{v_2}{v_1} - ?$

Решение:

Для определения изменения скорости реакции необходимо записать кинетическое уравнение для данной реакции. Реакция между диоксидом азота и оксидом углерода (оба вещества — газы) описывается уравнением:

$NO_2(г) + CO(г) \rightarrow NO(г) + CO_2(г)$

Согласно закону действующих масс, скорость химической реакции ($\text{v}$) для элементарной стадии прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ. Кинетическое уравнение для этой реакции имеет вид:

$v = k \cdot [NO_2] \cdot [CO]$

где $\text{k}$ — константа скорости, а $[NO_2]$ и $[CO]$ — молярные концентрации реагентов.

Пусть начальная скорость реакции до изменения давления равна $v_1$, а концентрации реагентов — $[NO_2]_1$ и $[CO]_1$:

$v_1 = k \cdot [NO_2]_1 \cdot [CO]_1$

Согласно условию, давление в системе увеличили в 2 раза. Для газовой системы при постоянной температуре увеличение общего давления в $\text{n}$ раз приводит к увеличению концентрации каждого из газообразных компонентов в $\text{n}$ раз (поскольку объем системы уменьшается в $\text{n}$ раз). В данном случае $n = 2$.

Следовательно, новые концентрации реагентов, $[NO_2]_2$ и $[CO]_2$, будут в 2 раза больше исходных:

$[NO_2]_2 = 2 \cdot [NO_2]_1$

$[CO]_2 = 2 \cdot [CO]_1$

Новая скорость реакции $v_2$ будет равна:

$v_2 = k \cdot [NO_2]_2 \cdot [CO]_2 = k \cdot (2 \cdot [NO_2]_1) \cdot (2 \cdot [CO]_1)$

Вынесем числовые множители:

$v_2 = 2 \cdot 2 \cdot (k \cdot [NO_2]_1 \cdot [CO]_1)$

$v_2 = 4 \cdot (k \cdot [NO_2]_1 \cdot [CO]_1)$

Поскольку выражение в скобках равно начальной скорости $v_1$, получаем:

$v_2 = 4 \cdot v_1$

Чтобы определить, во сколько раз увеличилась скорость, найдем отношение новой скорости к начальной:

$\frac{v_2}{v_1} = \frac{4 \cdot v_1}{v_1} = 4$

Таким образом, скорость реакции увеличится в 4 раза.

Ответ: скорость реакции увеличится в 4 раза.