Вычислите, как изменится скорость химической реакции: 2NO + O2 = 2NO2, при уменьшении концентрации веществ в 3 раза.

Чтобы определить, как изменится скорость реакции при уменьшении концентрации веществ в 3 раза, необходимо знать порядок реакции по каждому веществу.

Допустим, у реакции:

\[ 2NO + O_2 \rightarrow 2NO_2 \]

если она имеет следующий общий вид:

\[ \text{скорость} = k [NO]^a [O_2]^b, \]

где \(a\) и \(b\) — порядки реакции по соответствующим веществам.

\[ \text{Обратите внимание:} \]

• Порядки реакции \(a\) и \(b\) могут быть целыми или дробными числами, и обычно их определяют экспериментально.

Общий подход:

Если концентрации веществ уменьшаются в 3 раза:

\[ [NO]_{новое} = \frac{1}{3} [NO]_\исходное, \] \[ [O_2]_{новое} = \frac{1}{3} [O_2]_\исходное. \]

Тогда новая скорость реакции будет:

\[ v_{новое} = k \left(\frac{1}{3} [NO]\right)^a \left(\frac{1}{3} [O_2]\right)^b = v_\исходное \times \left(\frac{1}{3}\right)^a \times \left(\frac{1}{3}\right)^b = v_\ispoldno \times \left(\frac{1}{3}\right)^{a + b}. \]

Итог:

\[ \frac{v_{новое}}{v_\исходное} = \left(\frac{1}{3}\right)^{a + b}. \]

– Если \(a + b > 0\), скорость уменьшится в степень \(a + b\).

– Если, например, реакция — простая по первым порядкам по обоим веществам (\(a = 1, b = 1\)), тогда:

\[ \frac{v_{новое}}{v_\ispoldno} = \left(\frac{1}{3}\right)^{1+1} = \left(\frac{1}{3}\right)^2 = \frac{1}{9}. \]

Ответ:

Чтобы точно вычислить изменение скорости, нужно знать суммарный порядок реакции \(a + b\). Если он равен 2, скорость уменьшится в 9 раз при уменьшении концентрации веществ в 3 раза.

Обобщённо:

При уменьшении концентрации веществ в 3 раза скорость реакции изменится в \(\left(\frac{1}{3}\right)^{a + b}\) раз.