Question

Константа скорости реакции 2NO2 = 2NO + O2 при 600К равна 84 л*с-1 моль-1, а при 640К - 420 л*с-1 моль-1. Вычислить температурный коэффициент скорости , энергию активации и предэкспоненциальный множитель уравнения Аррениуса.

Answer 1

Добрый день!

Для решения этой задачи, нам понадобятся формулы связанные с температурной зависимостью скорости реакции.

Температурный коэффициент скорости (Q10) рассчитывается по формуле:

Q10 = (V2/V1)^((T2 - T1)/10)

где V2 и V1 - скорости реакции при разных температурах T2 и T1 соответственно.

Энергия активации (Ea) может быть рассчитана по формуле Аррениуса:

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

где k2 и k1 - константы скорости при разных температурах T2 и T1 соответственно, R - универсальная газовая постоянная, а T2 и T1 - температуры в Кельвинах.

Предэкспоненциальный множитель (A) в уравнении Аррениуса рассчитывается по формуле:

A = k*e^((Ea/R)*(1/T))

где k - константа скорости при данной температуре T, R - универсальная газовая постоянная, а T - температура в Кельвинах.

Теперь приступим к решению:

1. Найдем температурный коэффициент скорости:
Q10 = (420 л*с-1 моль-1)/(84 л*с-1 моль-1)^((640 K - 600 K)/10)
Q10 = 5

Температурный коэффициент скорости (Q10) равен 5.

2. Теперь найдем энергию активации:
ln(420/84) = -(Ea/8.314)*(1/640 - 1/600)
ln(5) = -(Ea/8.314)*(0.001562 - 0.001667)
ln(5) = -(Ea/8.314)*(-0.000105)
ln(5) = (Ea/8.314)*(0.000105)
Ea = -8.314*(ln(5) / 0.000105)
Ea ≈ 79,15 кДж/моль

Энергия активации (Ea) составляет около 79,15 кДж/моль.

3. Наконец, найдем предэкспоненциальный множитель уравнения Аррениуса:
A = 84 л*с-1 моль-1 / (e^(-79150 Дж/(8.314 Дж/(моль*К)*600 К)))
A ≈ 1.11x10^22 с-1 моль-1

Предэкспоненциальный множитель (A) уравнения Аррениуса равен приблизительно 1.11x10^22 с-1 моль-1.

Таким образом, температурный коэффициент скорости равен 5, энергия активации составляет около 79,15 кДж/моль, а предэкспоненциальный множитель уравнения Аррениуса равен примерно 1.11x10^22 с-1 моль-1.