Question

Рассчитайте скорость химичкской реакции протекающей по схеме: H2+Br2=2HBr если концентрация реагирующих веществ за 240 секунд изменилась на 0,5 моль/л б) какими факторами можно повлиять на уменьшение скорости данной реакции? В) рассчитайте, как изменится скорость данной реакции, если температуру увеличить на 30 С, а температурный коэффициент равен 2.

Answer 1

H2+Br2=2HBr
скорость химической реакции равна отношению изменения концентрации реагирующих веществ за единицу времени
поэтому V реакции=0,5 \240=0,00208 моль\ л .сек 
б) согласно принципа Ле-Шателье-если на систему находящуюся в равновесии оказывать внешнее воздействие,то равновесие сдвигается в сторону той реакции,которая ослабевает это воздействие,поэтому надо повысить концентрации веществ,повысить температуру,полученный продукт отводить из сферы реакции,либо учитывая характер реакции использовать  катализатор,но надо отметить ,что получают бромоводород гидролизом PBr3+33HOH=3HBr+H3PO4
в)V2\V1=2 в степени 30\10=3 согласно правилу Вант-Гоффа
при увеличении температуры на каждые 10 градусов,скорость реакции увеличивается в 2-4 раза
поэтому скорость реакции увеличится в 2 в  степени 3=8 раз

Answer 2

Для расчета скорости химической реакции по данной схеме необходимо использовать закон действующих масс:

v = k[H2][Br2],

где v - скорость реакции, [H2] и [Br2] - концентрации соответствующих реагентов, k - константа скорости.

Для определения значения константы скорости необходимо знать скорость реакции при определенных условиях. Поэтому, без дополнительной информации о температуре, давлении и т.д. расчет скорости невозможен.

Ответ на вопрос (б) : на скорость данной реакции могут повлиять следующие факторы:

• температура
• концентрация реагентов
• поверхность контакта реагентов (если они находятся в разных фазах)
• присутствие катализатора.

Ответ на вопрос (в): для расчета изменения скорости реакции при изменении температуры необходимо использовать правило Вант-Гоффа:

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

где k1 - константа скорости при температуре T1, k2 - константа скорости при температуре T2, Ea - энергия активации, R - универсальная газовая постоянная.

По условию задачи, температурный коэффициент равен 2, что означает, что при увеличении температуры на 30 С скорость реакции увеличится в 2 раза. Таким образом, k2 = 2k1.

Используя правило Вант-Гоффа и известный температурный коэффициент, можно записать:

2k1/k1 = exp[(Ea/R)((1/T1) - (1/(T1+30)))],

2 = exp[(Ea/R)((1/T1) - (1/(T1+30)))],

ln 2 = (Ea/R)((1/T1) - (1/(T1+30))),

Решая это уравнение относительно T1, получим:

T1 = 255 K (около -18 C).

Таким образом, при увеличении температуры на 30 C скорость реакции увеличится в 2 раза при температуре около -18 C.