Question

При 20°C две реакции имеют одинаковую скорость.Температурный коэффициент одной из них равен-2. у второй-3.При какой температуре скорости будут различаться в 5 раз??С обЪяснением пж!

Answer 1

..........................................

Answer 2

Для реакций с разными температурными коэффициентами температурная зависимость скорости реакции имеет следующий вид:

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

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

Поскольку у нас есть две реакции с температурными коэффициентами -2 и -3, мы можем обозначить их как k1 и k2, а их температурные коэффициенты обозначим как Q1 и Q2 соответственно.

Тогда уравнение для разницы в скоростях в 5 раз будет выглядеть следующим образом:

ln(5) = (Ea/R) * (1/T2 - 1/T1)

Мы знаем, что при 20°C (или 293.15 К) скорости реакций одинаковы, поэтому k1 = k2 и T1 = 293.15 К.

Теперь, для удобства, обозначим разность температур T2 - T1 как ΔT:

ΔT = T2 - T1

Таким образом, у нас есть два уравнения:

1. ln(5) = (Ea/R) * (1/ΔT) для разницы в скоростях в 5 раз
2. ln(k1/k2) = (Ea/R) * (1/ΔT) для разницы в температурных коэффициентах

Теперь подставим известные значения температурных коэффициентов:

ln(5) = (-2/R) * (1/ΔT)

Теперь выразим ΔT:

ΔT = -2/(ln(5) * R)

Теперь, чтобы найти температуру T2, при которой скорости будут отличаться в 5 раз, добавим ΔT к изначальной температуре T1:

T2 = T1 + ΔT = 293.15 + (-2/(ln(5) * R))

Зная универсальную газовую постоянную R ≈ 8.314 Дж/(моль·К), мы можем вычислить значение ΔT и далее T2.

Обратите внимание, что в данной задаче мы предполагаем, что реакции протекают при различных температурах, но они происходят при одних и тех же условиях, кроме температуры. Это предположение часто используется для упрощения задач, но на практике может быть не всегда верным, так как другие факторы тоже могут влиять на скорость реакций.