Question

некоторая реакция протекает со скоростью 5 моль/(л*с) при 25°с. при 45°с она протекает со скоростью 45 моль/(л*с). найти температурный коэффициент данной реакции, константу равновесия и оказать какая реакция преобладает.

Answer 1

Ответ на фото

Объяснение:

Answer 2

Для определения температурного коэффициента, константы равновесия и выяснения, какая реакция преобладает, нам нужно использовать закон Вант-Гоффа и уравнение Аррениуса.

1. Температурный коэффициент (α): Температурный коэффициент (α) реакции можно определить, используя уравнение Аррениуса:

k₂ = A * exp(-Ea/RT)

где: k₂ - скорость реакции при 45°С (45 моль/(лс)) A - предэкспоненциальный множитель (константа, не зависящая от температуры) Ea - энергия активации (Дж/моль) R - универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/(мольК)) T - температура в Кельвинах (45 °C = 45 + 273.15 = 318.15 K)

k₁ = A * exp(-Ea/RT)

Так как кроме скорости реакции, все остальные величины одинаковы для обеих реакций, можно записать отношение скоростей:

k₂ / k₁ = exp((Ea/R) * (1/T₁ - 1/T₂))

где: T₁ = 25°C = 25 + 273.15 = 298.15 K T₂ = 45°C = 45 + 273.15 = 318.15 K

Подставляем значения:

45 / 5 = exp((Ea/8.314) * (1/298.15 - 1/318.15))

Далее решаем уравнение относительно Ea:

9 = exp((Ea/8.314) * (318.15 - 298.15) / (298.15 * 318.15))

ln(9) = (Ea/8.314) * (318.15 - 298.15) / (298.15 * 318.15)

Ea ≈ 6490.55 Дж/моль

Теперь можем рассчитать температурный коэффициент (α):

α = d(ln(k))/d(1/T) = -(Ea/R) ≈ -(6490.55/8.314) ≈ -780.95 К

2. Константа равновесия (K): Константа равновесия (K) связана с энергией Гиббса (ΔG) реакции:

ΔG = ΔH - TΔS

где: ΔH - изменение энтальпии (Дж/моль) ΔS - изменение энтропии (Дж/(моль*К)) T - температура в Кельвинах (45 °C = 45 + 273.15 = 318.15 K)

На равновесии, ΔG = 0, поэтому:

0 = ΔH - TΔS

Так как скорость обратной реакции тоже изменилась, можно сказать, что обе реакции протекают в противоположных направлениях и составляют обратную реакцию.

3. Определение, какая реакция преобладает: Поскольку мы установили, что реакции протекают в обратных направлениях, то преобладающая реакция будет та, у которой значение ΔG ближе к нулю.

Для этого нам нужно знать изменение энтропии (ΔS). Более высокое значение ΔS означает, что реакция преобладает при более высокой температуре.

Таким образом, чтобы определить, какая реакция преобладает, нам необходимо знать значения ΔH и ΔS или провести дополнительные измерения. Без этих данных невозможно точно сказать, какая реакция преобладает.