Срочно 50 баллов!!!!!!!!
Реакция А+В=С в газовой смеси при Т 300 К заканчивается за 2 ч Объем газовой смеси уменьшили в 5 раз и ввели катализатор, снижающий энергию активацию на 10 000 Дж/моль. За какое время закончится реакция в новых условиях?
Ответы
Ответ:
Для решения этой задачи необходимо использовать закон Генри, который устанавливает, что концентрация газов в растворе пропорциональна их давлению. Он выражается следующей формулой:
C = k * P
где С - концентрация газа, k - постоянная Генри, P - давление газа.
Также необходимо использовать уравнение скорости реакции, которое для данной реакции имеет вид:
v = k * [A] * [B]
где v - скорость реакции, k - постоянная скорости реакции, [A] и [B] - концентрации реагентов.
Из уравнения скорости реакции видно, что ее скорость зависит от концентраций реагентов. При уменьшении объема газовой смеси в 5 раз концентрация каждого газа увеличивается в 5 раз. Поэтому новые концентрации равны:
[A] = 5 * [A]0
[B] = 5 * [B]0
где [A]0 и [B]0 - исходные концентрации.
Также необходимо учесть влияние катализатора на энергию активации. Согласно формуле Аррениуса, скорость реакции пропорциональна экспоненте отношения энергии активации к температуре:
k = A * exp(-Ea/RT)
где k - постоянная скорости реакции, A - пропорциональность, Ea - энергия активации, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.
Таким образом, при снижении энергии активации на 10 000 Дж/моль, постоянная скорости реакции увеличится в exp(10000/(8.31*300)) = 17.7 раз.
Исходя из всего вышеизложенного, можно составить следующую систему уравнений:
v = k * [A] * [B]
[A] = 5 * [A]0
[B] = 5 * [B]0
k' = k * 17.7
где k' - новая постоянная скорости реакции.
Подставляя выражения для [A] и [B] в уравнение скорости реакции и заменяя k на k', получаем:
v' = k' * (5 * [A]0) * (5 * [B]0)
v' = 88.5 * k * [A]0 * [B]0
Таким образом, скорость реакции увеличится в 88.5 раз.
Для определения времени, за которое закончится реакция, необходимо воспользоваться уравнением Нернста-Эйнштейна:
t = V / v'
где t - время, V - объем газовой смеси, v' - скорость реакции в новых условиях.
Подставляя известные значения, получаем:
t = (V / (88.5 * k * [A]0 * [B]0))
Ответ: время, за которое закончится реакция в новых условиях, равно V / (88.5 * k * [A]0 * [B]0), где V - объем газовой смеси, k - постоянная скорости реакции, [A]0 и [B]0 - исходные концентрации реагентов.