Константы скорости химической реакции N+O2 —> NO+O при 637 градусов Цельсия и 313 градусов Цельсия равны соответственно 1,8•10^8 и 1,6•10^7 л/(моль с). Определите реакции и рассчитывайте энергию активации.

Добрый день! Для определения реакции и рассчета энергии активации в данной химической реакции, мы можем использовать уравнение Аррениуса:

k = Ae^(-Ea/RT)

где k - константа скорости реакции, A - преэкспоненциальный множитель, Ea - энергия активации, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.

Для начала, мы можем использовать известные значения константы скорости при двух разных температурах, чтобы рассчитать энергию активации.

Пусть первая из известных температур, T1, равна 637 градусам Цельсия. Переведем эту температуру в Кельвины:

T1(K) = 637 + 273 = 910 K

Подставим известные значения константы скорости и температуру в уравнение Аррениуса и обозначим константу скорости при этой температуре как k1:

k1 = 1.8•10^8 л/(моль с)

Теперь запишем уравнение Аррениуса для первой температуры:

k1 = A * e^(-Ea/RT1)

Для второй из известных температур, T2, равной 313 градусам Цельсия, проведем аналогичные операции:

T2(K) = 313 + 273 = 586 K

Подставим известные значения константы скорости и температуру в уравнение Аррениуса и обозначим константу скорости при этой температуре как k2:

k2 = 1.6•10^7 л/(моль с)

Запишем уравнение Аррениуса для второй температуры:

k2 = A * e^(-Ea/RT2)

Теперь, чтобы найти энергию активации Ea, мы можем разделить уравнения Аррениуса с двумя разными температурами:

k1/k2 = (A * e^(-Ea/RT1)) / (A * e^(-Ea/RT2))

Упростим уравнение:

k1/k2 = e^((-Ea/RT1) + (Ea/RT2))

Так как A - преэкспоненциальный множитель, который является константой для данной реакции, он сокращается в уравнении.

Мы можем взять натуральный логарифм от обеих сторон уравнения:

ln(k1/k2) = ln(e^((-Ea/RT1) + (Ea/RT2)))

ln(k1/k2) = (-Ea/RT1) + (Ea/RT2)

Распределим минус перед первым членом:

ln(k1/k2) = (Ea/RT2) - (Ea/RT1)

Теперь нужно изолировать энергию активации Ea. Для этого, переместим ее влево:

Ea/RT1 - Ea/RT2 = ln(k1/k2)

Далее, вынесем Ea за скобки:

Ea (1/RT1 - 1/RT2) = ln(k1/k2)

И, наконец, рассчитаем Ea путем деления левой и правой частей уравнения:

Ea = (ln(k1/k2)) / ((1/RT1) - (1/RT2))

Теперь, подставим известные значения констант скорости и температур в данное уравнение:

T1 = 910 K
T2 = 586 K
k1 = 1.8•10^8 л/(моль с)
k2 = 1.6•10^7 л/(моль с)

Ea = (ln(1.8•10^8/1.6•10^7)) / ((1/910) - (1/586))

Подсчитаем и получим окончательный ответ.

Пожалуйста, обратитесь, если у вас возникнут вопросы по шагам решения или по самому решению.