IChO 2017 prep 5 задача

[Ablay (Абылай)]

[quote]
Задача 5. Реакция конверсии водяного газа

В стремлении к более экологичному производству энергии большие перспективы имеют топливные элементы из-за способности генерировать электричество непосредственно в химических реакциях, производя экологически безопасные побочные продукты. В частности, для водородного топливного элемента единственным “отходом” является вода.

Чтобы использовать топливный элемент в промышленных масштабах, требуется непрерывное производство водорода, подаваемого в блок топливных элементов. Одним из вариантов массового производства водорода для этой цели является конверсия углеводородного топлива водяным паром. Однако такой процесс часто приводит к смеси продуктов из \ce{H2}, \ce{CO2} и \ce{CO}. При этом \ce{CO} не только токсичен для человека, но еще и “отравляет” электроды топливного элемента. Обратимая реакция конверсии водяного газа (WGS), \ce{CO + H2O <=> CO2 + H2}, является одним из методов превращения нежелательного \ce{CO} в \ce{CO2} и полезный \ce{H2}. Эффективность этой реакции сильно зависит от используемого твердого катализатора.

5.1) В одной из схем в реактор WGS с катализатором непрерывно поступает эквимолярная смесь \ce{CO} и водяного пара при 0^\circ \text{C} и атмосферном давлении. Принимая, что эффективность превращения реагентов в продукты на данном катализаторе равна 95.0% и что в нем практически достигается равновесие, рассчитайте изменение свободной энергии в данной реакции.

5.2) Предположим, что в опыте поверхность катализатора доступна молекулам реагентов и скорость измерялась в начальный момент времени. В таблице приведены значения начальных скоростей, полученные при различных начальных давлениях \ce{CO} и \ce{H2O}.

\begin{array}{|c|c|c|c|} \hline \text{Опыт} & P_{\ce{CO}}, \pu{атм} & P_{\ce{H2O}}, \pu{атм} & dP_{\ce{H2}}/dt, \pu{атм с-1} \\ \hline 1 & 0.10 & 0.90 & 4.0 \times 10^{-4} \\ \hline 2 & 0.15 & 0.85 & 5.6 \times 10^{-4} \\ \hline 3 & 0.25 & 0.75 & 8.2 \times 10^{-4} \\ \hline 4 & 0.28 & 0.72 & \text{X} \\ \hline \end{array}

Заполните пропуск X в таблице.
[\quote]

Решая данную задачу у меня возник вопрос. Почему во 2 пункте решили, что порядки будут 100% первые для обоих реагентов? Я решал систему уравнений и у меня идеально подошел порядок по водороду 0.9425, а по CO 0.8, константа выходила равной 0.0038121 атм^(-1)*сек^(-1) и ответ вышел rate= 0.000883 атм/сек

Вот их решение:

[quote]
5.2) the kinetics data given reflects the forward rate of the EGS reaction. The only rate law that is consistent with the given data is r_f = k_f P_{\ce{CO}} P_{\ce{H2O}}, and k_f = 4.4 \times 10^{-3}~\pu{atm-1 s-1}.

Thus, \text{X} = (4.4 \times 10^{-3}~\pu{atm-1 s-1})(0.28~\pu{atm})(0.72~\pu{atm}) = 8.9 \times 10^{-4}~\pu{atm s-1}.
[\quote]