16. Рассчитайте соотношение скоростей прямой и обратной реакции в системе 2C(тв) + O2 = 2CO(г) при повышении давления в системе в 3 раза.

Решение:

Реакция: \( 2C_{(тв)} + O_{2(г)} \rightleftharpoons 2CO_{(г)} \)

Скорость прямой реакции зависит от концентрации \( O_2 \) (т.к. \( C \) - твёрдое вещество):

\( v_{прямая} = k_1 \cdot [O_2] \)

Скорость обратной реакции зависит от концентрации \( CO \):

\( v_{обратная} = k_2 \cdot [CO]^2 \)

При повышении давления в системе в 3 раза:

• Концентрация \( O_2 \) увеличится в 3 раза: \( [O_2]' = 3[O_2] \)
• Концентрация \( CO \) увеличится в 3 раза: \( [CO]' = 3[CO] \)

Новые скорости:

• \( v'_{прямая} = k_1 \cdot [O_2]' = k_1 \cdot 3[O_2] = 3 v_{прямая} \)
• \( v'_{обратная} = k_2 \cdot [CO]'^2 = k_2 \cdot (3[CO])^2 = k_2 \cdot 9[CO]^2 = 9 v_{обратная} \)

Соотношение скоростей после повышения давления:

\( \frac{v'_{прямая}}{v'_{обратная}} = \frac{3 v_{прямая}}{9 v_{обратная}} = \frac{1}{3} \frac{v_{прямая}}{v_{обратная}} \)

Если поднять давление, то скорость прямой реакции увеличится в 3 раза, а скорость обратной реакции увеличится в \( 3^2=9 \) раз. Соотношение скоростей прямой к обратной станет \( \frac{v'_{прямая}}{v'_{обратная}} = \frac{3}{9} = \frac{1}{3} \).

Ответ: A) 1:3