Напишите кинетическое уравнение для элементарной реакции 2NO (г) + Cl2 (г) = 2NOCl (г).

Определите, во сколько раз увеличится скорость реакции:

а) при повышении концентрации NO в 3 раза;

б) при повышении давления в системе в 2 раза?

Для реакции $2 \, \text{NO (г)} + \text{Cl}_2 \, \text{(г)} \rightarrow 2 \, \text{NOCl (г)}$, кинетическое уравнение можно записать в следующем виде:

где:

• $k$ — константа скорости,
• $[\text{NO}]$ — концентрация оксида азота (NO),
• $[\text{Cl}_2]$ — концентрация хлора (Cl₂),
• $a$ и $b$ — порядки реакции по каждому из реагентов.

Порядки реакции $a$ и $b$ определяются экспериментально, их точные значения могут быть известны только через данные о реакции. Однако, если для реакции предполагается, что её порядок по каждому реагенту равен 1 (это частый случай для таких реакций, но опять-таки требует проверки через эксперимент), то кинетическое уравнение примет вид:

Теперь ответим на вопросы:

а) Как изменится скорость реакции при увеличении концентрации NO в 3 раза?

Если концентрация NO увеличится в 3 раза, то, в случае первого порядка по NO, скорость реакции изменится в 3 раза. Это связано с тем, что кинетическое уравнение зависит от концентрации вещества в степени порядка реакции. В данном случае, если $a = 1$:

Значит, скорость реакции увеличится в 3 раза.

б) Как изменится скорость реакции при повышении давления в системе в 2 раза?

Когда давление увеличивается, изменяются концентрации газов. Давление пропорционально концентрации, то есть при удлинении давления в 2 раза концентрации всех газов (включая NO и Cl₂) также увеличатся в 2 раза.

Если мы увеличиваем давление в два раза, то и концентрация каждого газа удваивается. Поэтому, в случае реакции первого порядка по каждому из реагентов, скорость реакции также увеличится в 2 раза по каждому из них. То есть:

Таким образом, при повышении давления в 2 раза скорость реакции увеличится в 4 раза.

Итог:

• При повышении концентрации NO в 3 раза скорость реакции увеличится в 3 раза.
• При повышении давления в 2 раза скорость реакции увеличится в 4 раза (при условии, что порядок реакции по каждому из реагентов равен 1).