Для определения скоростей прямой и обратной реакции по закону действующих масс, необходимо знать выражение для соотношения концентраций компонентов реакции. Общее уравнение для реакции CH4 (г) = C2H2 (г) + 3H2 (г) можно записать следующим образом: CH4 (г) + xC2H2 (г) + 3xH2 (г) = yC2H2 (г) + zH2 (г), где x, y, z - количество вещества в молях соответствующих компонентов реакции. В данной реакции стехиометрические коэффициенты для метана, ацетилена и водорода равны соответственно 1, 1 и 3. Таким образом, вводим переменные x, y и z для молей CH4, C2H2 и H2. Согласно закону действующих масс, скорость прямой реакции пропорциональна произведению концентраций реагентов (в данном случае молей CH4 и H2): Vпр = kпр * [CH4] * [H2]^3. Аналогично, скорость обратной реакции пропорциональна произведению концентрации продукта реакции (молей C2H2 и H2): Vобр = kобр * [C2H2] * [H2]^z, где kпр и kобр - константы скорости прямой и обратной реакции соответственно, а [CH4], [C2H2] и [H2] - концентрации реагентов и продуктов в данном случае. Следовательно, выражение для скорости прямой реакции на основе закона действующих масс: Vпр = kпр * [CH4] * [H2]^3. А выражение для скорости обратной реакции: Vобр = kобр * [C2H2] * [H2]^z. Здесь предполагается, что концентрации реагентов и продуктов (как правило, выраженные в молях) изменяются с течением времени. Закон действующих масс позволяет связать скорость реакции с концентрациями компонентов реакции. Помимо этого, основываясь на выражении для общего уравнения реакции: CH4 (г) + xC2H2 (г) + 3xH2 (г) = yC2H2 (г) + zH2 (г), можно выразить концентрации реагентов и продуктов через изменение концентрации метана CH4: [CH4] = [CH4]₀ - x, где [CH4]₀ - начальная концентрация метана, x - количество молей реагентов, участвующих в реакции. Также, концентрации продуктов могут быть представлены через изменение концентрации ацетилена C2H2 и водорода H2: [C2H2] = [C2H2]₀ + y, [H2] = [H2]₀ + 3x - z, где [C2H2]₀ и [H2]₀ - начальные концентрации ацетилена и водорода соответственно, y и z - количество молей ацетилена и водорода, образующихся в результате реакции. Подставляя значения концентраций в выражение для скорости прямой реакции, получаем: Vпр = kпр * ([CH4]₀ - x) * ([H2]₀ + 3x)^3. Аналогично, для скорости обратной реакции: Vобр = kобр * ([C2H2]₀ + y) * ([H2]₀ + 3x - z)^z. Таким образом, выражения для скоростей прямой и обратной реакции на основе закона действующих масс записываются в виде: Vпр = kпр * ([CH4]₀ - x) * ([H2]₀ + 3x)^3, Vобр = kобр * ([C2H2]₀ + y) * ([H2]₀ + 3x - z)^z.