Как изменится скорость реакции 2Fe+3Ch= 2FeCl прн Увеличении давления в три раза?

Задача: 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3. Как изменится скорость при увеличении давления Cl2 в три раза?

Ключевые моменты и допущения

• Fe (железо) — твёрдое твёрдое вещество, Cl2 — газ. Скорость реакции обычно зависит от концентрации газообразного реагента Cl2.
• При постоянной температуре и постоянной площади поверхности жемент Fe и объёме реакции, концентрацию Cl2 связана с его частичным давлением: [Cl2] пропорционально P(Cl2).
• В школьной задаче обычно считают зависимость скорости от Cl2 по степени первого порядка: v ∝ [Cl2]^1. Реальная зависимость может быть другой, но для простоты принимаем первый порядок по Cl2.

Решение

1. Пусть скорость реакции пропорциональна концентрации Cl2: v ∝ [Cl2].
2. При увеличении давления Cl2 в три раза его концентрация возрастает в три раза: [Cl2] → 3 [Cl2].
3. Следовательно, скорость возрастает в три раза: v(new) = 3 · v(old).

Ответ

• При условии, что реакция линейна по Cl2 (порядок по Cl2 равен 1) и температура, площадь поверхности и условия реакции не меняются, скорость реакции увеличится в 3 раза.

Дополнительное замечание

• Если порядок реакции по Cl2 отличался от 1 (например, n = 2 или другой), то увеличение давления в три раза повлекло бы увеличения скорости в 3^n раз. Например:
  • при n = 2 скорость возрастет в 9 раз,
  • при n = 0.5 — в примерно 1.73 раза и т.д.
• Но в рамках типичной задачи и школьной модели чаще принимают первый порядок по Cl2, поэтому ответ: скорость возрастает в три раза.