Для ответа на этот вопрос нужно знать, образует ли реакция оксид азота(II) с кислородом равновесную систему или протекает неравновесная реакция. Исходя из этого можно разделить ответ на две части: для равновесной реакции и для неравновесной реакции.
1. Для равновесной реакции:
Если реакция оксида азота(II) с кислородом образует равновесную систему, то изменение давления приведет к сдвигу равновесия в направлении, которое уменьшит общее давление системы. Это называется принципом Ле Шателье.
Так как изменение давления увеличивается в 3 раза (увеличение давления),
то система будет сдвигаться в направлении уменьшения объема (или уменьшения молей газа), чтобы уменьшить общее давление. Это может быть достигнуто увеличением скорости в обратном направлении, то есть образования оксида азота(II) и кислорода из диоксида азота.
Таким образом, скорость образования диоксида азота в реакции будет уменьшаться при увеличении давления.
2. Для неравновесной реакции:
Если реакция оксида азота(II) с кислородом протекает неравновесно (быстро и полностью), то изменение давления не будет существенно влиять на скорость реакции. Тем не менее, скорость реакции может измениться в зависимости от конкретных условий, но оставление температуры неизменной означает, что нет изменений в энергии активации (энергия, необходимая для начала реакции).
Поэтому в этом случае скорость образования диоксида азота в реакции оксида азота(II) с кислородом останется примерно той же при увеличении давления.
Вывод:
Если реакция является равновесной, то скорость образования диоксида азота будет уменьшаться при увеличении давления.
Если реакция протекает неравновесно, то скорость реакции останется примерно той же при увеличении давления.
Для решения данной задачи, необходимо использовать соотношение между объемами газов из уравнения реакции гидрирования бутадиена:
C4H6 + H2 -> C4H10
Из данного уравнения следует, что на одну молекулу бутадиена требуется одна молекула водорода. Таким образом, расход водорода должен быть таким же, как и расход бутадиена.
Из условия задачи, известно, что объем бутадиена составляет 20 л (н.у.). Поэтому, расход бутадиена равен 20 л.
По условию задачи, образовалось 14 л бутана. Это значит, что объем продукта реакции составляет 14 л (н.у.).
Теперь, чтобы рассчитать выход продукта реакции гидрирования необходимо определить соотношение между объемами и количеством веществ.
Здесь V(C4H6) - объем бутадиена в литрах, Vm(C4H6) - молярный объем бутадиена (22.414 л/моль - при нормальных условиях).
Так как по уравнению реакции требуется одна молекула бутадиена на одну молекулу водорода, количество веществ водорода будет таким же, как и в бутадиене, то есть 0.892 моль.
Теперь определим объем водорода, который вступил в реакцию:
1. Для равновесной реакции:
Если реакция оксида азота(II) с кислородом образует равновесную систему, то изменение давления приведет к сдвигу равновесия в направлении, которое уменьшит общее давление системы. Это называется принципом Ле Шателье.
Так как изменение давления увеличивается в 3 раза (увеличение давления),
то система будет сдвигаться в направлении уменьшения объема (или уменьшения молей газа), чтобы уменьшить общее давление. Это может быть достигнуто увеличением скорости в обратном направлении, то есть образования оксида азота(II) и кислорода из диоксида азота.
Таким образом, скорость образования диоксида азота в реакции будет уменьшаться при увеличении давления.
2. Для неравновесной реакции:
Если реакция оксида азота(II) с кислородом протекает неравновесно (быстро и полностью), то изменение давления не будет существенно влиять на скорость реакции. Тем не менее, скорость реакции может измениться в зависимости от конкретных условий, но оставление температуры неизменной означает, что нет изменений в энергии активации (энергия, необходимая для начала реакции).
Поэтому в этом случае скорость образования диоксида азота в реакции оксида азота(II) с кислородом останется примерно той же при увеличении давления.
Вывод:
Если реакция является равновесной, то скорость образования диоксида азота будет уменьшаться при увеличении давления.
Если реакция протекает неравновесно, то скорость реакции останется примерно той же при увеличении давления.