Кинетика и задачи на нее

[Vladimir Smirnov]

Решал задачи на кинетику, в первых трёх возникли вопросы связанные с числами, последние 4 решил, но хотел бы удостовериться в правильности

 

1) Киcлотный гидрoлиз сaхaрозы хaрaктеризуется энepгией aктивации Е= 107 кДж / моль . Во сколько раз увеличивается скорость этой реакции при увеличении температуры от -10 до + 30 ° С .

 

E = 107000дж, T1 = 263, T2= 303

 

K2/K1= (exp(-(107000/8,314*303)))/(exp(-(107000/8,314*263)))= 639,09, такое число возможно?

 

2) Рeaкция рaзложения пaров диэтилового эфира без катализатора имеет энергию активации Е = 224 кДж / моль . В присутствии катализатора - йода - величина Е , изменяется в 1,555 раза . Рассчитайте отношение констант скорости каталитической и не каталитической реакций при 85 ° С , считая , что предэкспоненциальный множитель не изменился .

 

Е1 = 224000 Дж/м Е2 = 144100дж/м, Т = 348

 

K2/K1 = (exp(-(144100/(8,314*348)))/(exp(-(224000/8,314*348))) = 9,84887*10^11 Число тоже настораживает...

 

3) В двyх рeакциях одинакового порядка разница энергий активации составляет Е2 - Е - 40 кДж / моль . При температуре + 20 ° С отношение констант скоростей реакции ( при одинаковых мгновенных концентрациях ) v1 / v2 = 2 . При какой температуре скорости реакции ( при тех же одинаковых мгновенных концентрациях ) сравняются ?

 

E2 - E1 = 40000 E2= E1 + 40000

K2/K1= (exp(-(E1/8,314*293)))/(exp(-((40000+E1)/(293*8,314))))=2

 

Я пытался решить чтобы найти величину E1, но корней нет 

 

4) В каком из двух случаев константа скорости увеличивается в большее число раз : при нагревании от 0 до 10 ° С или - от 10 до 20 ° С ? Ответ обосновать с учетом уравнения Аррениуса 

 

Я составил уравнение отношения констант К2/К1, получилось число: 1/(e^((5000*E)/321165663), K4/K1 = 1/(e^((5000*E)/344694283)

 

То есть 1/((e^E)*1,000002)<1/(e^E)*1,000001)

Значит случай 2

 

5) Энергия активации некоторой реакции 1,5 раза больше , чем энергия активации другой реакции . При нагревании от Т1 до Т2 константа скорости второй реакции увеличивается в 2 раза . Во сколько раз при таком изменении температуры увеличивается константа скорости первой реакции ?

 

E1 = 1,5E2 K1'/K1=? K2'/K2 =2

 

То есть вторая реакция (exp(-(E2/RT1)))/(exp(-(E2/RT2)))

Получим, что exp(((E2(T1-T2))/(T1*T2*R^2))

 

Для второй реакции (exp(-(1,5E2)))/(exp(-(1,5E2)/RT2))) 

Преобразуя, получим exp((1,5E2(T1-T2))/(T1*T2*R^2))

Можно получившийся экспонент из первой реакции обозначить за х, по условию отношение во второй реакции равно 2, тогда

 

х*e^1,5=2, х = 1,2123

 

 

6) Скорость некоторой реакции , проводимой при температуре близкой к комнатной , увеличивается в 3 раза при увеличении температуры от 20 до 30 ° C . Во сколько раз увеличивается скорость этой же реакции с той же величиной Еа , если она проводятся при температурах около 500 ° С при переходе от 495 к 505 ° С ? 

 

K2/K1 = e^((303E+293E)/(293*303R))=3, отсюда Ea = 221432

K4/K3= 10E/597504R, подставив получае отношение 0,4457 - изменение скорости второй реакции

 

7) Гомогенная реакция 2A + B = 3D протекает в один элементарный акт . Известны концентрации в момент времени то Cа = 0,1 ; Св = 0,2 и Сд = 0,4 моль / л ; k = 0,02 л / ( моль * с ) . Найти скорость реакции в момент t0 . Протеканием обратной реакции пренебречь .

 

v = k*(Ca^2)*Cb= 0,02*(0,1)^2(0,2)=0,00004

[yatcheh]

04.10.2022 в 21:07, Vladimir Smirnov сказал:

3) В двyх рeакциях одинакового порядка разница энергий активации составляет Е2 - Е - 40 кДж / моль . При температуре + 20 ° С отношение констант скоростей реакции ( при одинаковых мгновенных концентрациях ) v1 / v2 = 2 . При какой температуре скорости реакции ( при тех же одинаковых мгновенных концентрациях ) сравняются ?

 

E2 - E1 = 40000 E2= E1 + 40000

K2/K1= (exp(-(E1/8,314*293)))/(exp(-((40000+E1)/(293*8,314))))=2

 

Я пытался решить чтобы найти величину E1, но корней нет 

 

4) В каком из двух случаев константа скорости увеличивается в большее число раз : при нагревании от 0 до 10 ° С или - от 10 до 20 ° С ? Ответ обосновать с учетом уравнения Аррениуса 

 

Я составил уравнение отношения констант К2/К1, получилось число: 1/(e^((5000*E)/321165663), K4/K1 = 1/(e^((5000*E)/344694283)

 

То есть 1/((e^E)*1,000002)<1/(e^E)*1,000001)

Значит случай 2

 

1) и 2) - там всё похоже на правду.

3) - у этих реакций разные предэкспоненциальные множители, а вы их произвольно уравняли

4) - температура стоит в знаменателе, а свойство гиперболы - чем дальше от нуля, тем медленнее она меняет значение. Значит в первом случае изменение скорости больше.

 

дальше - котелок уже не варит, спать пора...

[Vladimir Smirnov]

В 04.10.2022 в 22:12, yatcheh сказал:

3) - у этих реакций разные предэкспоненциальные множители, а вы их произвольно уравняли

 

Немного затупил, просто там энергии активации сокращались и... Ну короче температура получилась равной 305,92К

[Vladimir Smirnov]

В 04.10.2022 в 22:12, yatcheh сказал:

4) - температура стоит в знаменателе, а свойство гиперболы - чем дальше от нуля, тем медленнее она меняет значение. Значит в первом случае изменение скорости больше.

Точно. Через производную это ведь тоже можно обосновать?

[yatcheh]

04.10.2022 в 22:51, Vladimir Smirnov сказал:

Точно. Через производную это ведь тоже можно обосновать?

 

Можно