Question

При 150 градусов реакция заканчивается за 2 часа.При какой температуре завершится эта реакция за 15 минут,темп.коэффициент 2

Answer 1

Дано: Т₁ = 150°
t₁ = 2 часа
t₂ = 15 мин
γ = 2
Найти: Т₂°
Решение.
     Отношение скоростей реакций обратно пропорционально времени их протекания:
v₂/v₁ = 2час/15 мин = 120мин/15мин = 8
По Вант-Гофу :   
$\displaystyle\frac{ v_{2} }{ v_{1} }= y^{ \frac{ T_{2} - T_{1} }{10} }$
 где y -  температурный коэффициент 
     Подставим в формулу наши данные с учетом того, что 8=2³
$2^{ \frac{ T_{2} - 150 }{10} } = 2^{3}$
     Приравняем показатели степеней и найдем температуру Т₂
(Т₂ - 150°)/10 = 3
Т₂ = 30 + 150 
Т₂ = 180°
Ответ: 180°

Answer 2

Для решения этой задачи можно использовать уравнение Аррениуса, которое связывает скорость реакции с температурой:

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

где k1 и k2 - скорости реакции при температурах T1 и T2 соответственно, Ea - энергия активации реакции, R - универсальная газовая постоянная.

Из условия известно, что температурный коэффициент (Q10) равен 2, то есть при увеличении температуры в 10 раз скорость реакции также увеличивается в 2 раза:

k2/k1 = 2

Также известно, что при температуре 150 градусов реакция заканчивается за 2 часа:

T1 = 150 градусов t1 = 2 часа

Искомая температура T2 для завершения реакции за 15 минут:

t2 = 15 минут = 0.25 часа

Теперь мы можем использовать уравнение Аррениуса для решения:

2 = exp((Ea/R) * ((1/150) - (1/T2)))

Выражая T2:

ln(2) = (Ea/R) * ((1/150) - (1/T2))

T2 = 1 / ((1/150) - (ln(2) * R / Ea))

Где R - универсальная газовая постоянная (приближенное значение 8.314 J/(mol·K)).

Однако для окончательного ответа требуется знать значение энергии активации (Ea) для данной реакции.