Вход
Быстрая регистрация
Если вы у нас впервые: О проекте FAQ
0

Как изменить давление кислорода, чтобы скорость реакции выросла в 16 раз?

Новосибирск [2.9K] 2 года назад

Как следует изменить давление кислорода, в реакции уравнения

CH4 + 2O2 =CO2 + 2H2O, чтобы скорость хим. реакции выросла в 16 раз?

саша дудкина [9K]
Решение:
CH₄ + 2O₂ =CO₂ + 2H₂O
Запишем кинетическое уравнение этой реакции до изменения давления кислорода: 
W₁ = k[CH₄][O₂]² = kp(CH₄)[p(O₂)]²
Пусть давление кислорода нужно изменить в X раз, тогда: 
W₂ = kp(CH₄)[Xp(O₂)]² = kp(CH₄)[p(O₂)]²X²
По условию: 
W2/W1=16,
16= Kp (CO2) [p (O2)]² X²/Kp (CO2) [p (O2)]².
16=X²,
x=4.
Ответ: давление кислорода нужно повысить в 4 раза
 2 года назад
il63 [147K]
Ответ неправильный. См. мой ответ.  9 месяцев назад
комментировать
4

Эта задача не имеет в принципе решения и потому лишена смысла! Кинетическое уравнение в решении записано принципиально неправильно. Скорость этой химической реакции никогда, ни при каких условиях не пропорциональна давлению метана в первой степени и давлению кислорода в квадрате! И вообще, по стехиометрическому уравнению химической реакции нельзя записывать кинетическое уравнение. Иначе, например, в случае реакции бутана с кислородом 2С4Н10 + 13О2 = 8СО2 + 10Н2О получается, что увеличение давления кислорода в два раза приведет к увеличению скорости в 2^13 = 8192 раза? Это явный абсурд. А ведь бывают и значительно большие коэффициенты! Реакция метана с кислородом радикально-цепная, причем с разветвлением цепей. Это значит, что для нее при некоторых давлениях и температурах увеличение давления кислорода (или метана) вообще никак на скорость не повлияет, а в других условиях малейшее увеличение (на доли процента) давления кислорода (или метана) вызовет взрыв! Именно за исследования в 1920-х - 1930-х годах механизма таких реакций Н.Н.Семенов и С.Хинешелвуд получили в 1956 году Нобелевскую премию по химии. И не обязательно реакция должна быть разветвленно-цепной. Например, механизм и кинетику реакции 3H2 + N2 = 2NH3 изучали десятки лет сотни исследователей (и за нее в 2007 году Герхард Эртль тоже получил Нобелевскую премию по химии). Так вот, ни при каких условиях скорость этой реакции не была пропорционально давлению азота в первой степени и давлению водорода в кубе! Мне казалось, что из школьных учебников и из заданий ЕГЭ эту ошибку давно исключили.

0

В комментарии к вопросу задача решена правильно, Саше Дудкиной необходимо перенести своё решение из комментария в ответ.

il63 [147K]
Задача решена неверно!  9 месяцев назад
ольген [47.7K]
Может быть эту реакцию приводят как пример в средней школе для отработки закона действующих масс на простых реакциях (первого или второго порядка),на которые этот закон распространяется, не касаясь механизма цепных реакций. Ведь даже эта реакция происходит со взрывом при определенных объёмных соотношениях метана и кислорода. А так как в условии не указано кинетическое уравнение, то скорость реакции рассчитывают по этому закону. До сих пор встречаются задачи не только в учебниках средней школы, но и в практических заданиях ВУЗов.  9 месяцев назад
il63 [147K]
Простых (элементарных) реакций, в которых участвуют стабильные молекулы (а не ионы или радикалы) и которые происходят путем простого столкновения исходных молекул с образованием молекул продуктов, кажется, вообще не существует. Кинетическое уравнение можно записывать только если известен детальный механизм реакции. В данном случае он очень сложен. Например, известно, что в смеси метана и кислорода существует не только нижний, но также и верхний предел по давлению. Это значит, что при некоторых условиях (температура, давление, состав смеси) реакция не идет, но СНИЖЕНИЕ (!) давления приводит к взрыву. Давать в школе задачи типа приведенной в вопросе - это обманывать школьников.  9 месяцев назад
комментировать
Знаете ответ?
Есть интересный вопрос? Задайте его нашему сообществу, у нас наверняка найдется ответ!
Делитесь опытом и знаниями, зарабатывайте награды и репутацию, заводите новых интересных друзей!
Задавайте интересные вопросы, давайте качественные ответы и зарабатывайте деньги. Подробнее..
регистрация
OpenID