Решение. 1. Согласно закону действующих масс скорость прямой реакции равна

1. Согласно закону действующих масс скорость прямой реакции равна:

= С⁴ (H₂O)

(концентрация твердой фазы в выражение скорости реакции не входит), а скорость обратной реакции равна:

= С⁴(H₂)

2. Обозначим концентрации реагирующих веществ:

С (H₂O)= а, С (H₂)= b,

тогда = a⁴; = b⁴.

3. После увеличения давления, в системе в 3 раза, уменьшается объем системы в 3 раза, а концентрация всех газообразных веществ увеличивается в 3 раза, тогда С (H₂O)]=3а, С (H₂)=3b.

При новых концентрациях скорости прямой и обратной реакций:

= (3а)⁴ = 81 a⁴,

= (3b)⁴ = 81 b⁴

отсюда:

n = 81 а⁴ / ( а⁴) = 81 - скорость прямой реакции увеличилась в 81 раз.

n = 81 b⁴ /( b⁴) = 81 - скорость обратной реакции увеличилась 81 раз.

Зависимость скорости химической реакции от температуры выражается эмпирическим правилом Вант-Гоффа, согласно которому при увеличении температуры на 10⁰ скорость большинства гомогенных реакций увеличивается в 2-4 раза. Число, показывающее, во сколько раз увеличивается скорость химической реакции при повышении температуры на 10 градусов,названо температурным коэффициентом . Математически правило Вант-Гоффа можно выразить следующим образом:

(3)

где v _T2 и v _T1 - скорости химической реакции при температурах Т₂ и Т₁. Множитель показывает увеличение скорости реакции при повышении температуры.

При концентрациях реагирующих веществ 1 моль/дм³ скорость химической реакции численно равна константе скорости k, поэтому правило Вант-Гоффа можно записать так:

(4)

Это уравнение показывает, что константа скорости зависит от температуры так же, как и скорость процесса.

Правило Вант-Гоффа является весьма приближенным. Более точно зависимость константы скорости от температуры описывается уравнением Аррениуса:

, (5)

где Е_акт - энергия активации химической реакции, Дж/моль;

R - универсальная газовая постоянная, R = 8,31 Дж/(моль∙К).