Как изменится скорость реакции Fe2O3(тв) + 3CO(г) = 2Fe(тв) + 3CO2(г) при увеличении концентрации угарного...

Скорость химической реакции зависит от нескольких факторов, включая концентрацию реагентов, температуру, давление (для газов), а также присутствие катализаторов. В данном случае рассмотрим влияние увеличения концентрации угарного газа (CO) на скорость реакции:

[ \text{Fe}_2\text{O}_3 (\text{тв}) + 3\text{CO} (\text{г}) \rightarrow 2\text{Fe} (\text{тв}) + 3\text{CO}_2 (\text{г}) ]

Для большинства гетерогенных реакций, таких как эта, предполагается, что скорость реакции определяется скоростью взаимодействия газообразного реагента с твердой поверхностью. В данном случае газообразный угарный газ (CO) взаимодействует с твердым оксидом железа (Fe₂O₃).

Скорость реакции можно описать с помощью закона действия масс, который для данной реакции можно записать в виде:

[ v = k \cdot [\text{CO}]^n ]

где:

• ( v ) — скорость реакции,
• ( k ) — константа скорости реакции,
• ( [\text{CO}] ) — концентрация угарного газа (CO),
• ( n ) — порядок реакции по угарному газу (CO).

Порядок реакции ( n ) обычно определяется экспериментально. Предположим, что для этой реакции ( n = 1 ) (что является упрощением, но используется для иллюстрации). Это означает, что скорость реакции линейно зависит от концентрации угарного газа.

Если концентрация угарного газа увеличивается в пять раз, то новая концентрация будет равна ( 5 \cdot [\text{CO}] ). Подставим это значение в уравнение скорости:

[ v{\text{нов}} = k \cdot (5 \cdot [\text{CO}])^1 ] [ v{\text{нов}} = 5 \cdot k \cdot [\text{CO}] ]

Мы видим, что новая скорость реакции ( v{\text{нов}} ) будет в 5 раз больше исходной скорости ( v{\text{исх}} ):

[ v{\text{нов}} = 5 \cdot v{\text{исх}} ]

Таким образом, при увеличении концентрации угарного газа в пять раз, скорость реакции возрастет в пять раз, при условии, что порядок реакции по угарному газу равен 1.

Важно отметить, что в реальных условиях порядок реакции может быть отличным от 1, и для точного определения влияния концентрации на скорость реакции необходимо проводить экспериментальные измерения.

При увеличении концентрации угарного газа (CO) в пять раз скорость реакции Fe2O3(тв) + 3CO(г) = 2Fe(тв) + 3CO2(г) также увеличится. Это происходит потому, что увеличение концентрации реагентов приводит к увеличению частоты столкновений между частицами, что, в свою очередь, увеличивает вероятность успешных столкновений и, следовательно, скорость реакции. Таким образом, увеличение концентрации угарного газа в пять раз приведет к увеличению скорости данной реакции.