Для pеакции, co2+h2o=co2+h2, составьте кинетическое уpавнение. вычислите во сколько pаз изменится скоpость pеакции пpи заданных изменениях темпеpатуpы, общего давления (пpи изменении объема системы) и концентpаций pеагентов. темпеpатуpный коэффициент - условен; x - частный порядок по первому исходному веществу = 1; y - частный порядок по второму исходному веществу = 1, γ = 2,1, т1=280 к, т2=295 к
v = k[A]^x[B]^y
где v - скорость реакции, k - константа скорости, [A] и [B] - концентрации реагентов (в данном случае CO2 и H2O), x и y - порядки реакции, определяющие, как концентрация реагентов влияет на скорость реакции.
Для данной реакции CO2 + H2O = CO + H2 порядок реакции по CO2 (x) и по H2O (y) равны 1.
Так как общее начальное количество веществ не меняется (CO2 + H2O = CO + H2), то можно установить соотношение между концентрациями реагентов и продуктов:
[A] = [CO2] + [H2O]
[B] = [CO] + [H2]
Теперь можно записать кинетическое уравнение для данной реакции:
v = k([CO2] + [H2O])^1
для конкретной реакции CO2 + H2O = CO + H2.
Теперь рассмотрим, как изменится скорость реакции при заданных изменениях в температуре, давлении и концентрациях реагентов.
1. Изменение температуры:
Известно, что температурный коэффициент (γ) равен 2,1. Это означает, что скорость реакции будет увеличиваться наγ раз при каждом увеличении температуры на 1 К.
Теперь можно использовать формулу Аррениуса для вычисления изменения скорости реакции при изменении температуры:
Ln(v2/v1) = γ × (1/T1 - 1/T2)
где v1 и v2 - начальная и конечная скорости реакции, T1 и T2 - начальная и конечная температуры.
Подставляем известные значения в формулу:
Ln(v2/v1) = 2,1 × (1/280 - 1/295)
Вычисляем это выражение и находим Ln(v2/v1) ≈ 0,034
Теперь необходимо найти во сколько раз увеличится скорость реакции:
e^(0,034) ≈ 1,034
Таким образом, скорость реакции увеличится примерно в 1,034 раз при изменении температуры с 280 К на 295 К.
2. Изменение давления:
При изменении давления путем изменения объема системы концентрации реагентов также могут измениться. Однако, в данном случае вопрос не предоставляет никаких конкретных значений для концентраций, поэтому не можем подробно рассмотреть этот случай.
3. Изменение концентраций реагентов:
Если меняются концентрации реагентов, то приравниваем изменение скорости (dv) к произведению производной скорости реакции по каждой переменной на изменение переменной:
dv = (∂v/∂[A])d[A] + (∂v/∂[B])d[B]
Так как порядки реакции по CO2 и H2O равны 1, то (∂v/∂[A]) = k и (∂v/∂[B]) = k.
Подставляем известные значения:
dv = (1)d[A] + (1)d[B]
dv = d[A] + d[B]
Однако, данная информация не даёт конкретную информацию о том, как изменение концентраций реагентов влияет на скорость реакции. Необходимо знать конкретные значения изменений концентраций для подробного решения.
В итоге, получаем:
- Кинетическое уравнение реакции: v = k([CO2] + [H2O])
- Скорость реакции изменится примерно в 1,034 раз при изменении температуры с 280 К на 295 К.
- Для изменения скорости реакции при изменении давления и концентраций реагентов необходима более конкретная информация о начальных и конечных значениях.