Как изменится скорость реакции: 2SO2 + O2 → 2SO3, если концентрация SO2 увеличилась в 2 раза, а концентрация O2 уменьшилась в 2 раза?
Как изменится скорость реакции: 2SO2 + O2 → 2SO3, если концентрация SO2 увеличилась в 2 раза, а концентрация O2 уменьшилась в 2 раза?
Скорость реакции будет зависеть от концентраций реагентов по степени их влияния на скорость реакции. В данном случае, уравнение реакции показывает, что реакция происходит в присутствии SO2 и O2, причем соединение SO2 является ограничителем реакции.
Увеличение концентрации SO2 в 2 раза приведет к увеличению скорости реакции в 2 раза, так как это соединение участвует в реакции в первой степени. Однако, уменьшение концентрации O2 в 2 раза также снизит скорость реакции в 2 раза, так как O2 также участвует в реакции в первой степени.
Таким образом, изменение концентраций реагентов приведет к компенсации эффектов друг друга и скорость реакции останется примерно такой же, как и до изменения концентраций.
Чтобы ответить на данный вопрос, нужно рассмотреть, как изменения концентраций реагентов влияют на скорость химической реакции. Скорость реакции определяется законом действующих масс, который для данной реакции можно записать следующим образом:
v = k [SO2]^m [O2]^n,
где:
Для реакции 2SO2 + O2 → 2SO3 экспериментально определено, что она является элементарной и имеет следующий вид закона скорости:
v = k [SO2]^2 [O2]^1.
Это означает, что реакция второго порядка по SO2 и первого порядка по O2.
Теперь рассмотрим, как изменится скорость реакции при изменении концентраций:
Подставим эти изменения в уравнение скорости:
v' = k (2 [SO2])^2 * ([O2] / 2).
Упростим выражение:
v' = k 4 [SO2]^2 [O2] / 2 = (4/2) k [SO2]^2 [O2] = 2 k [SO2]^2 * [O2].
Таким образом, новая скорость реакции v' будет в 2 раза больше исходной скорости v, потому что:
v' = 2 * v.
Это означает, что после увеличения концентрации SO2 в 2 раза и уменьшения концентрации O2 в 2 раза, скорость реакции увеличится в 2 раза.
