Температурный коэффициент скорости реакции | Задачи 336 — 340

Расчеты скорости реакции c использованием температурного коэффициента скорости реакции

Задача 336.  

При 150 °С некоторая реакция заканчивается за 16 мин. Принимая температурный коэффициент скорости реакции равным 2,5, рассчитать, через какое время закончится эта реакция, если проводить ее: а) при 200 °С; б) при 80 °С.

Решение:
Согласно правилу Вант Гоффа зависимость скорости от температуры выражается уравнением:                        

vt  и ktскорость и константа скорости реакции при температуре t°С; v(t + 10)  и k(t + 10) те же величины при температуре (t + 10 °С); — температурный коэффициент скорости реакции, значение которого для большинства реакций лежит в пределах 2 – 4.

а) Учитывая, что скорость химической реакции при данной температуре обратно пропорциональна продолжительности её протекания, подставим данные, приведённые в условии задачи в формулу, количественно выражающую правило Вант-Гоффа, получим:

б) Так как данная реакция протекает с понижением температуры, то при данной температуре скорость этой реакции прямо пропорциональна продолжительности её протекания, подставим данные, приведённые в условии задачи в формулу, количественно выражающую правило Вант-Гоффа, получим:

Ответ: а) при 200 °С t2 = 9,8 c; б) при 80 °С t3 = 162 ч 1мин 16 c.


Задача 337. 
Изменится ли значение константы скорости реакции: а) при замене одного катализатора другим; б) при изменении концентраций реагирующих веществ?
Решение:
Константа скорости реакции – это величина, зависящая от природы реагирующих веществ, от температуры и от присутствия катализаторов, не зависит от концентрации реагирующих веществ. Она может быть равна скорости реакции в случае, когда концентрации реагирующих веществ равны единице (1 моль/л). 

а) При замене одного катализатора другим изменится скорость данной химической реакции, она или увеличится. В случае применения катализатора увеличится скорость химической реакции, то, соответственно увеличится и значение константы скорости реакции. Изменение значения константы скорости реакции произойдёт и при замене одного катализатора другим, который увеличит или уменьшит скорость данной реакции по отношению к исходному катализатору.

б) При изменении концентрации реагирующих веществ изменится значения скорости реакции, а значение константы скорости  реакции не изменится.


Задача 338. 
Зависит ли тепловой эффект реакции от ее энергии активации? Ответ обосновать.
Решение: 
Тепловой эффект реакции зависит только от начального и конечного состояния системы и не зависит от промежуточных стадий процесса. Энергия активации – это избыточная энергия, которой должны обладать молекулы веществ, для того чтобы их столкновение могло привести к образованию нового вещества. Энергию активации можно изменить  повышением или понижением температуры, соответственно понижая или увеличивая её. Катализаторы понижают энергию активации, а ингибиторы – понижают.

Таким образом, изменение энергии активации приводит к изменению скорости реакции, но не к изменению теплового эффекта реакции. Тепловой эффект реакции – величина постоянная и не зависит от изменения энергии активации для данной реакции. Например, реакция образования аммиака из азота и водорода имеет вид:             

Данная реакция экзотермическая, > 0 ). Реакция протекает с уменьшением числа молей реагирующих частиц и числа молей газообразных веществ, что приводит систему из менее устойчивого состояния в более устойчивое, энтропия уменьшается, < 0. Данная реакция в обычных условиях не протекает (она возможна только при достаточно низких температурах). В присутствии катализатора энергия активации уменьшается, и скорость реакции возрастает. Но, как до применения катализатора, так и в присутствии его тепловой эффект реакции не изменяется, реакция имеет вид:


Задача 339.
Для какой реакции прямой или обратной — энергия активации больше, если прямая реакция идет с выделением теплоты?
Решение:
Разность энергий активации прямой и обратной реакций равна тепловому эффекту: H = Ea(пр.) — Еа(обр.). Данная реакция протекает с выделением теплоты, т.е. является экзотермической, < 0  Исходя из этого, энергия активации прямой реакции имеет меньшее значение, чем энергия активации обратной реакции:

Ea(пр.) < Еа(обр.)

Ответ: Ea(пр.) < Еа(обр.)


Задача 340. 
Во сколько раз увеличится скорость реакции, протекающей при 298 К, если энергию активации её уменьшить на 4 кДж/моль?
Решение:
Обозначим уменьшение энергии активации через  Ea, а константы скоростей реакции до и после уменьшения энергии активации соответственно через k и  k’. Используя уравнение Аррениуса, получим: 

Ea  — энергия активации, k  и k’  — константы скорости реакции, Т – температура в К (298).
Подставляя в последнее уравнение данные задачи и, выражая энергию активации в джоулях, рассчитаем увеличение скорости реакции:

Ответ: В 5 раз.


📽️ Видео

Влияние температуры на скорость химических реакций. 10 класс.Скачать

Влияние температуры на скорость химических реакций. 10 класс.

Скорость химических реакций. 9 класс.Скачать

Скорость химических реакций. 9 класс.

Задачи на правило Вант-Гоффа. Зависимость скорости реакции от температуры.Скачать

Задачи на правило Вант-Гоффа. Зависимость скорости реакции от температуры.

Влияние температуры на скорость химических реакций. Практическая часть. 10 класс.Скачать

Влияние температуры на скорость химических реакций. Практическая часть. 10 класс.

Скорость химической реакции. Практическая часть. 10 класс.Скачать

Скорость химической реакции. Практическая часть. 10 класс.

Зависимость скорости реакции от температуры | Задачи по химии ГлинкаСкачать

Зависимость скорости реакции от температуры | Задачи по химии Глинка

Влияние температуры на скорость реакцииСкачать

Влияние температуры на скорость реакции

Решение задач на тему: "Правило Вант-Гоффа". 1 часть. 10 класс.Скачать

Решение задач на тему: "Правило Вант-Гоффа". 1 часть. 10 класс.

Задачи по химии. Скорость реакции 10Скачать

Задачи по химии. Скорость реакции 10

Влияние температуры на скорость химических реакцийСкачать

Влияние температуры на скорость химических реакций

зависимость скорости реакции от температурыСкачать

зависимость скорости реакции от температуры

Задачи по химии. Скорость реакции 9Скачать

Задачи по химии. Скорость реакции 9

Скорость реакции. Химия – ПростоСкачать

Скорость реакции.  Химия – Просто

Зависимость скорости реакции от концентрации реагентовСкачать

Зависимость скорости реакции от концентрации реагентов

задача на температурный коэффициентСкачать

задача на температурный коэффициент

Влияние концентрации на скорость химических реакций. 10 класс.Скачать

Влияние концентрации на скорость химических реакций. 10 класс.

Задачи на скорость реакции в зависимости от концентрации реагентовСкачать

Задачи на скорость реакции в зависимости от концентрации реагентов

Решение задач на термохимические уравнения. 8 класс.Скачать

Решение задач на термохимические уравнения. 8 класс.

Задачи по химии. Скорость реакции 8Скачать

Задачи по химии. Скорость реакции 8

Скорость химических реакций. Видеоурок по химии 9 класс.Скачать

Скорость химических реакций. Видеоурок по химии 9 класс.
Поделиться или сохранить к себе:
Конспекты лекций по химии