Question

Запишите кинетическое уравнение для реакции: 2SO3(г) → 2SO2 (г) + O2

Определите, как необходимо изменить концентрацию SO3 для того, что бы скорость реакции увеличилась в 9 раз.

Answer 1

Кинетическое уравнение для данной реакции может быть записано следующим образом:

rate = k[SO3]^2

где rate - скорость реакции, k - постоянная скорости реакции, [SO3] - концентрация SO3.

Чтобы увеличить скорость реакции в 9 раз, нам необходимо увеличить концентрацию SO3 в определенное количество раз. Давайте рассмотрим пошаговое решение этой задачи:

1. Пусть x - изменение в концентрации SO3, которое нам необходимо найти.
2. Так как скорость реакции пропорциональна квадрату концентрации SO3, то мы можем записать следующее уравнение:

9 * rate = k([SO3] + x)^2

3. Заменяем rate кинетическим уравнением для реакции:

9 * k[SO3]^2 = k([SO3] + x)^2

4. Делим обе части уравнения на k:

9[SO3]^2 = ([SO3] + x)^2

5. Раскрываем скобки:

9[SO3]^2 = [SO3]^2 + 2[SO3]x + x^2

6. Переносим все члены в одну сторону уравнения:

8[SO3]^2 - 2[SO3]x - x^2 = 0

7. Уравнение имеет квадратную форму и может быть решено с использованием квадратного корня. Однако, для данного вопроса мы можем упростить его следующим образом:

8[SO3]^2 = x(2[SO3] + x)

8. Поскольку x представляет изменение в концентрации SO3, оно будет заметно меньше, чем сама концентрация SO3. Таким образом, мы можем предположить, что 2[SO3] + x ≈ 2[SO3] для небольших значений x.

9. Заменяем 2[SO3] + x на 2[SO3] в уравнении:

8[SO3]^2 ≈ x(2[SO3])

10.Теперь мы можем сократить 2[SO3] с обеих сторон уравнения:

4[SO3] ≈ x

Таким образом, чтобы увеличить скорость реакции в 9 раз, необходимо увеличить концентрацию SO3 примерно в 4 раза.