Question

Во сколько раз следует уменьшить объем газовой смеси, в которой протекает реакция 2A + B = C + D при T = 750 K, чтобы увеличение скорости было равносильно введению катализатора, снижающего энергию активации на 20 000 Дж/моль?

Answer 1

Тебе нужно уравнение аррениуса. k= k0- exp(-Еакт/(RT)). олученную константу скорости пихаешь в уравнение скорости хим реакции, r=k*Ca*Cb^2

Answer 2

Для того чтобы решить эту задачу, необходимо использовать уравнение Аррениуса, которое связывает температурную зависимость скорости химической реакции с энергией активации и константой скорости:

k = A * exp(-Ea/RT)

где k - константа скорости реакции, A - преэкспоненциальный множитель, Ea - энергия активации, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

Пусть изначально объем газовой смеси равен V, и скорость реакции определена константой скорости k1. После введения катализатора энергия активации уменьшается на 20 000 Дж/моль, что эквивалентно увеличению константы скорости на некоторый множитель x:

k2 = A * exp(-Ea/RT) * x

Рассмотрим отношение скоростей реакции до и после введения катализатора:

k2 / k1 = (A * exp(-Ea/RT) * x) / (A * exp(-Ea/RT)) = x

Таким образом, чтобы увеличение скорости было равносильно введению катализатора, необходимо уменьшить объем газовой смеси в x раз. Значение множителя x можно рассчитать, зная изменение энергии активации:

x = exp(-ΔEa/RT)

где ΔEa - изменение энергии активации, ΔEa = 20 000 Дж/моль.

Теперь можно рассчитать значение множителя x:

x = exp(-ΔEa/RT) = exp(-(20 000 Дж/моль) / (8.314 Дж/моль·К * 750 K)) ≈ 0,222

Таким образом, чтобы увеличение скорости было равносильно введению катализатора, необходимо уменьшить объем газовой смеси в 0,222 раза.