Химия
8 класс
Вопрос
В сосуде протекает реакция между газообразными веществами: $A + B \rightarrow C$. Во сколько раз увеличится скорость химической реакции, если давление увеличить в 2 раза и повысить температуру на $20^{ \circ } С$? Температурный коэффициент скорости реакции равен 3.
Ответ
Скорость реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ $A$ и $B$:
$v = k \cdot c(A) \cdot c(B)$.
Выражаем скорость реакции $v_{1}$ в исходном состоянии. Для этого принимаем: $a$ - концентрация $A$ в исходном состоянии; $b$ - концентрация $B$ в исходном состоянии.
Тогда
$v_{1} = kab$.
При увеличении давления в 2 раза объем уменьшится в 2 раза и во столько же возрастет концентрация. Следовательно, концентрация вещества $A$ составит $2a$, концентрация вещества $B$ - $2b$.
Выражаем скорость реакции и2 после увеличения давления:
$v_{2} = k \cdot 2a \cdot 2b; v_{2} = 4 \cdot k \cdot a \cdot b$.
Рассчитываем, во сколько раз возрастет скорость реакции при увеличении давления. Для этого определим отношение $v_{2}$ к $v_{1}$:
$\frac{v_{2}}{v_{1} } = \frac{4kab}{kab} = 4$.
Скорость реакции возрастет в 4 раза.
Вычисляем увеличение скорости реакции при увеличении температуры:
$v_{4} = v_{3} \cdot \gamma^{ \frac{t_{2} - t_{1} }{10} }$.
Подставляем известные значения:
$v_{4} = v_{3} \cdot З^{2} = 9 \cdot v_{3}$.
Следовательно, скорость возрастет в 9 раз.
Так как при увеличении давления скорость возрастает в 4 раза, а при повышении температуры - в 9 раз, в целом скорость реакции возрастет в 36 раз.