Question

ТЕРМІНОВО!!!
Швидкість деякої реакції при 1800С становить 0,02 моль/л·хв. Чому дорівнює
швидкість цієї реакції при 2100С, якщо температурний коефіцієнт швидкості реакції –
2?

Answer 1

Згідно з формулою Арреніуса:

k2/k1 = exp((Ea/R)(1/T1 - 1/T2))

де k1 та k2 - швидкості реакції при температурах T1 та T2 відповідно, Ea - енергія активації реакції, R - універсальна газова стала.

Маємо:

k2/k1 = 2

Так як температурний коефіцієнт швидкості реакції - 2, то k2/k1 = 2

Тому, замінюючи відповідні значення в формулі Арреніуса, маємо:

2 = exp((Ea/R)(1/1800 - 1/2100))

ln(2) = (Ea/R)(1/1800 - 1/2100)

Ea = R * ln(2) * (1/1800 - 1/2100) = 72,8 кДж/моль

Тепер можна використати формулу Арреніуса, щоб знайти швидкість реакції при 2100С:

k2 = k1 * exp((Ea/R)(1/T1 - 1/T2)) = 0.02 моль/л·хв * exp((72.8 кДж/моль)/(8.314 Дж/(моль·К)) * (1/1800 K - 1/2100 K)) = 0.045 моль/л·хв

Отже, швидкість цієї реакції при 2100С становить 0,045 моль/л·хв.

Answer 2

Швидкість реакції залежить від температури згідно з рівнянням Арреніуса:

k2/k1 = exp[(Ea/R)(1/T1 - 1/T2)]

де k1 - швидкість реакції при температурі T1, k2 - швидкість реакції при температурі T2, Ea - енергія активації реакції, R - універсальна газова стала, exp - експоненціальна функція.

Для того, щоб знайти швидкість реакції при 2100С, необхідно знати швидкість реакції при 1800С та температурний коефіцієнт швидкості реакції. Тому:

k1 = 0,02 моль/л·хв
T1 = 1800 К
T2 = 2100 К
k2 = ?

За умовою, температурний коефіцієнт швидкості реакції - 2. Підставляємо відомі значення в рівняння Арреніуса і вирішуємо для k2:

k2/k1 = exp[(Ea/R)(1/T1 - 1/T2)]
2 = exp[(Ea/R)(1/1800 - 1/2100)]
ln2 = (Ea/R)(1/1800 - 1/2100)
Ea = R*ln2/(1/1800 - 1/2100) = 89450 Дж/моль

Тепер можна знайти швидкість реакції при 2100С:

k2 = k1 * exp[(Ea/R)(1/T1 - 1/T2)] = 0,02 моль/л·хв * exp[(89450 Дж/моль)/(8,314 Дж/(моль·К)) * (1/1800 - 1/2100) * (-1 К)] ≈ 0,12 моль/л·хв.

Отже, швидкість реакції при 2100С дорівнює близько 0,12 моль/л·хв. Пояснив як міг(