На сколько увеличивается скорость реакции 2ZnS(тв) + 3O2(г) → 2ZnO(тв) + 2SO2(г), если парциальное давление кислорода

Для решения этой задачи нам пригодится степень влияния изменения концентрации на скорость реакции, известная как показатель степени реакции. В данном случае, мы имеем дело с изменением парциального давления кислорода, поэтому мы можем использовать показатель степени реакции по кислороду.

Для начала, разложим реакцию на полуреакции:

1) Полуреакция окисления:
2ZnS(тв) → 2ZnO(тв) + 2SO2(г)

2) Полуреакция восстановления:
3O2(г) →

Однако нам необходимо знать, как изменится скорость реакции при увеличении парциального давления кислорода в 2 раза. Для этого, мы можем использовать показатель степени реакции по кислороду (n), который определяется по уравнению скорости:

\( v = k \cdot [O2]^n \cdot [ZnS]^m \)

где \( [O2] \) - концентрация кислорода, \( [ZnS] \) - концентрация ZnS, \( k \) - постоянная скорости реакции, \( v \) - скорость реакции.

Поскольку у нас нет данных о значении показателя степени реакции, мы должны предположить, что он является целым числом. Обозначим его как \( n \).

Теперь, поскольку у нас есть уравнение реакции, мы можем выразить концентрации реагентов через их начальные концентрации и привести к общему виду как функцию от \( [O2] \):

\[ v = k \cdot (2[O2])^n \cdot [ZnS]^m \]

Таким образом, когда парциальное давление кислорода увеличивается в 2 раза, концентрация кислорода увеличивается также в 2 раза, что означает, что \( [O2] \) теперь равно \( 2[O2] \).

Подставляя это изменение в уравнение скорости, получаем:

\[ v" = k \cdot (2[O2])^n \cdot [ZnS]^m \]

то есть новая скорость реакции \( v" \) будет также зависеть от \( [O2] \), возведенного в степень \( n \), как и исходная скорость реакции.

Итак, когда парциальное давление кислорода увеличивается в 2 раза, скорость реакции также увеличивается в 2 в степени \( n \) раз.

Учитывая изначальное уравнение реакции \( 2ZnS(тв) + 3O2(г) → 2ZnO(тв) + 2SO2(г) \), мы видим, что коэффициент \( n \) перед \( O2 \) равен 3. Поэтому, в нашем случае, при увеличении парциального давления кислорода в 2 раза, скорость реакции также повысится в \( 2^3 = 8 \) раз.

Таким образом, скорость реакции увеличится в 8 раз.