a)

Zapisujemy równanie kinetyczne reakcji:

$v_{}=k\cdot c_{\mathrm{NO}}^2\cdot c_{\mathrm{O}{}_2}$

Szybkość reakcji po nieznanej zmianie stężenia NO jest czterokrotnie większa co oznacza, że:

$v_2=4\cdot v$

$v_2=4\cdot k\cdot c_{\mathrm{NO}}^2\cdot c_{\mathrm{O}{}_2}$

 Stężenie tlenku azotu(II) jest podniesione do kwadratu. Po drobnej manipulacji równaniem określamy, że jego stężenie wzrosło dwukrotnie:

$v_2=k\cdot 2^2\cdot c_{\mathrm{NO}}^2\cdot c_{\mathrm{O}{}_2}$

 $v_2=k\cdot {\left(2\cdot c_{\mathrm{NO}}\right)}^2\cdot c_{\mathrm{O}{}_2}$

 

Odpowiedź: Czterokrotne zwiększenie szybkości reakcji było spowodowane dwukrotnym zwiększeniem stężenia NO.

 

b)

Wyrażenie na początkową szybkość omawianej reakcji przyjmuje postać:

$v_1=k\cdot c_{\mathrm{NO}}^2\cdot c_{\mathrm{O}{}_2}$

Stężenie molowe substancji obliczamy ze wzoru:

$c_m=\frac{n}{V}$

gdzie:  

c_m- stężenie molowe,

n - liczba moli,

V - objętość.

Na jego podstawie widzimy, że (przy stałej liczbie moli reagentów) objętość naczynia reakcyjnego jest odwrotnie proporcjonalna do stężenia reagentów:

$c_m\sim \frac{1}{V}$

Oznacza to, że trzykrotne zwiększenie objętości naczynia spowoduje trzykrotny spadek stężenia reagentów. Obliczamy szybkość reakcji w sytuacji, w której stężenia reagentów zmniejszyły się trzykrotnie:

$v_2=k\cdot {\left(\frac{1}{3}{c}_{\mathrm{NO}}^{}\right)}^2\cdot \frac{1}{3}{c}_{\mathrm{O}{}_2}$

Przekształcamy je tak, aby można było podstawić do niego wyrażenie na v₁:

$v_2=k\cdot \frac{1}{9}\cdot c_{\mathrm{NO}}^2\cdot \frac{1}{3}\cdot c_{\mathrm{H}{}_2}$

$v_2=\frac{1}{27}\cdot k\cdot c_{\mathrm{NO}}^2\cdot c_{\mathrm{H}{}_2}$

$v_2=\frac{1}{27}{v}_1$

 

Odpowiedź: Szybkość reakcji zmaleje 27-krotnie.