Question

ЗВычислите, во сколько раз уменьшится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, если понизить температуру от 120 до 80o С. Температурный коэффициент скорости реакции 3.

Answer 1

Ответ:

В 81 раз

Объяснение:

Для решения воспользуемся правилом Вант-Гоффа

$\dfrac{v_2}{v_1} = \gamma^{\frac{T_2 - T_1}{10}} = 3^{\frac{40}{10}} = 3^4 = 81$

Answer 2

Для определения, во сколько раз уменьшится скорость реакции при изменении температуры, вы можете использовать уравнение Аррениуса:

k2 = k1 * e^(-Ea / (R * T2))

где: k1 - скорость реакции при температуре T1 (120°C в данном случае) k2 - скорость реакции при температуре T2 (80°C в данном случае) Ea - энергия активации реакции R - универсальная газовая постоянная (приближенно равна 8.314 Дж/(моль·К)) T1 - начальная температура (120°C + 273.15 = 393.15 K) T2 - конечная температура (80°C + 273.15 = 353.15 K)

Также дано, что температурный коэффициент скорости реакции (α) равен 3. Мы можем связать α с изменением температуры (ΔT) следующим образом:

α = k2 / k1 = e^(-Ea / (R * T2)) / e^(-Ea / (R * T1))

Далее, мы можем внести экспоненты внутрь и использовать свойство деления экспонент с одинаковым основанием:

α = e^(-Ea / (R * T2) + Ea / (R * T1))

Теперь, мы можем выразить α в зависимости от ΔT (изменения температуры):

α = e^(-Ea / R * (1/T2 - 1/T1))

Теперь мы можем найти ΔT (разницу в обратных температурах) и затем вычислить, во сколько раз уменьшится скорость реакции:

ΔT = 1/T2 - 1/T1 = 1/(353.15 K) - 1/(393.15 K) ≈ 0.0028 K^(-1)

Теперь используем значение α:

α = e^(-Ea / R * ΔT)

3 = e^(-Ea / (8.314 J/(mol*K) * 0.0028 K^(-1)))

Теперь найдем Ea:

ln(3) = -Ea / (8.314 J/(mol*K) * 0.0028 K^(-1))

Ea = -ln(3) / (8.314 J/(mol*K) * 0.0028 K^(-1))

Ea ≈ 17,455.53 J/mol

Теперь у нас есть значение энергии активации (Ea), и мы можем вычислить, во сколько раз уменьшится скорость реакции:

α = e^(-17,455.53 J/mol / (8.314 J/(mol*K) * 353.15 K)) ≈ 0.224

Таким образом, скорость реакции уменьшится примерно в 4,46 раза (1 / 0,224) при снижении температуры от 120°C до 80°C.