Какое будет новое выражение скорости реакции и насколько она изменится при следующих условиях: все вещества находятся

Pelikan_9906

37

Для того чтобы найти новое выражение скорости реакции, мы можем использовать уравнение реакции и закон Гесса.

Уравнение реакции: 2N2O ⇄ 2N2 + O2

Изменение энтальпии химической реакции (ΔHх.р.) равно -163,1 кДж. Это значение отрицательно, что означает, что реакция является экзотермической (свободная энергия системы снижается), и следовательно, энергия будет выделяться во время реакции.

Так как все вещества находятся в газообразном состоянии, изменение давления (P) будет влиять на равновесие реакции.

По условию задачи, давление уменьшается в 4 раза. Изменение давления будет направлено на смещение равновесия реакции в ту сторону, по которой можно получить большее количество газообразных веществ.

По закону Гесса, изменение равновесия пропорционально изменению давления. В данном случае, если давление уменьшается в 4 раза, то равновесие будет смещаться в сторону образования большего количества газообразных веществ.

Так как в реакции образуется больше газообразных веществ, новое выражение скорости реакции будет выглядеть следующим образом:

\[ v" = k" \cdot \left(\frac{{[N_2]^2 \cdot [O_2]}}{{[N_2O]^2}}\right) \]

где v" - новая скорость реакции,
k" - константа скорости реакции (которая также изменится при изменении температуры),
[N2], [O2], [N2O] - концентрации газообразных веществ после изменения давления.

Поскольку в нашей реакции образуется два молекулы N2 и одна молекула O2, а исходное соотношение между исходными концентрациями N2O, N2 и O2 составляет 2:2:1, то новые концентрации будут следующими:

[N2] = 2x,
[O2] = x,
[N2O] = (2 - x),

где x - величина на которую изменится концентрация газов после изменения давления.

Вставив новые концентрации в выражение для новой скорости реакции, получим:

\[ v" = k" \cdot \left(\frac{{(2x)^2 \cdot (x)}}{{(2 - x)^2}}\right) \]

Подставив значение x равное 4, так как давление уменьшили в 4 раза, получим окончательное выражение для новой скорости реакции:

\[ v" = k" \cdot \left(\frac{{(2 \cdot 4)^2 \cdot (4)}}{{(2 - 4)^2}}\right) \]

\[ v" = k" \cdot \left(\frac{{64 \cdot 4}}{{(-2)^2}}\right) \]

\[ v" = k" \cdot \left(\frac{{256}}{{4}}\right) \]

\[ v" = 64k" \]

Таким образом, новое выражение скорости реакции будет равно 64 раза больше исходного выражения скорости реакции.