Как изменится скорость прямой и обратной реакции в системе: CO (г) + 3H2(г) = CH4(г) + H2O(г), если концентрации исходных веществ и продуктов реакции уменьшить в 2 раза? В каком направлении сместится равновесие? Как это решить? Ответ 16 и 4.

Химия 11 класс Химическое равновесие скорость реакции равновесие концентрация веществ химическая реакция изменение скорости смещение равновесия система CO H2 CH4 H2O закон действия масс химическая термодинамика расчет равновесия Новый

Для того чтобы понять, как изменится скорость прямой и обратной реакции в данной системе, а также в каком направлении сместится равновесие, нам нужно рассмотреть несколько моментов, связанных с принципом Ле Шателье и скоростями реакций.

Шаг 1: Запись уравнения реакции

• Реакция: CO (г) + 3H2(г) = CH4(г) + H2O(г)

Шаг 2: Понимание скоростей реакций

Скорость прямой реакции зависит от концентраций реагентов, а скорость обратной реакции - от концентраций продуктов. Для данной реакции мы можем записать следующее:

• Скорость прямой реакции: k1 * [CO] * [H2]^3
• Скорость обратной реакции: k2 * [CH4] * [H2O]

Шаг 3: Изменение концентраций

Если мы уменьшаем концентрации всех веществ в 2 раза, то новые концентрации будут:

• [CO] = [CO] / 2
• [H2] = [H2] / 2
• [CH4] = [CH4] / 2
• [H2O] = [H2O] / 2

Шаг 4: Изменение скоростей реакций

Теперь подставим новые концентрации в уравнения скоростей:

• Скорость прямой реакции: k1 * ([CO]/2) * ([H2]/2)^3 = k1 * ([CO]/2) * ([H2]^3 / 8) = (k1 * [CO] * [H2]^3) / 16
• Скорость обратной реакции: k2 * ([CH4]/2) * ([H2O]/2) = (k2 * [CH4] * [H2O]) / 4

Таким образом, скорость прямой реакции уменьшится в 16 раз, а скорость обратной реакции уменьшится в 4 раза.

Шаг 5: Смещение равновесия

Согласно принципу Ле Шателье, если мы изменяем условия реакции (в данном случае, уменьшаем концентрации), равновесие сместится в сторону, где концентрации увеличиваются. Так как скорость прямой реакции уменьшилась больше (в 16 раз) по сравнению с обратной (в 4 раза), равновесие сместится в сторону образования продуктов.

Вывод:

• Скорость прямой реакции уменьшилась в 16 раз.
• Скорость обратной реакции уменьшилась в 4 раза.
• Равновесие сместится в сторону продуктов (CH4 и H2O).