Question

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

Как следует изменить давление кислорода, в реакции уравнения

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

Answer 1

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.

Answer 2

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