7. Увеличить скорость реакции между метаном и парами воды можно путем

Реакция между метаном и парами воды (паровая конверсия метана) обычно протекает при высоких температурах и в присутствии катализаторов:

CH₄ + H₂O ⇌ CO + 3H₂

Рассмотрим, как различные факторы влияют на скорость химической реакции:

• 1) добавления водорода: Добавление продукта реакции (водорода) смещает равновесие влево (согласно принципу Ле Шателье), что снижает скорость образования продуктов. Само по себе добавление водорода не ускоряет начальную реакцию, но может повлиять на равновесие.
• 2) увеличения общего давления: В этой реакции число молей газов слева (1+1=2) равно числу молей газов справа (1+3=4). Увеличение давления смещает равновесие в сторону меньшего числа молей (влево), но скорость реакции в целом может измениться незначительно или даже замедлиться, если это не связано с увеличением концентрации реагентов.
• 3) увеличения температуры: Как правило, повышение температуры значительно увеличивает скорость большинства химических реакций, включая паровую конверсию метана. Это эндотермическая реакция, поэтому повышение температуры смещает равновесие вправо и увеличивает скорость.
• 4) добавления инертного газа: Добавление инертного газа при постоянном объеме не изменяет парциальные давления реагентов и продуктов, поэтому не влияет на скорость и равновесие. При постоянном давлении оно увеличивает объем и снижает концентрации реагентов, замедляя реакцию.
• 5) увеличения объема реактора: Увеличение объема реактора приведет к снижению концентрации реагентов (метана и воды), что замедлит скорость реакции.

Ответ: 3) увеличения температуры