Состояние химического равновесия характеризуется Варианты ответа
Опрекращением протекания прямой и обратной
химической реакций
равенством скоростей прямой и обратной реакций
Сравенством суммарной массы продуктов
суммарной массе реагентов
равенства суммарного количества вещества
продуктов суммарному количеству вещества
реагентов
Шаг 1: Рассчитаем температурный коэффициент реакции (Q10):
Температурный коэффициент реакции (Q10) показывает, насколько изменяется скорость реакции при изменении температуры на 10 градусов. Для его расчета, мы используем следующую формулу:
Q10 = скорость реакции при повышении температуры на 10 градусов / скорость реакции при исходной температуре
Для нашего случая, нам даны значения скорости реакции при 20 °C и 45 °C.
Поэтому, мы можем использовать эти значения для расчета Q10.
Q10 = (0,5 моль/л • с) / (3 • 10^-2 моль/л • с)
Q10 = (0,5 моль/л • с) / (0,03 моль/л • с)
Q10 = 16,67
Таким образом, значением температурного коэффициента реакции является 16,67.
Шаг 2: Рассчитаем константу при 35 °C:
Теперь, используя данные о температурном коэффициенте реакции (Q10) и константе скорости реакции при 20 °C, мы можем найти константу при 35 °C. Для этого, мы используем следующую формулу:
константа при более высокой температуре = константа при более низкой температуре * Q10^( (новая температура - исходная температура) / 10)
константа при 35 °C = 3 • 10^-2 * 16,67^( (35 - 20) / 10 )
константа при 35 °C = 0,5 моль/л • с * 16,67^(15 / 10)
константа при 35 °C = 0,5 моль/л • с * 16,67^1,5
константа при 35 °C = 0,5 моль/л • с * 49,86
константа при 35 °C = 24,93 моль/л • с
Таким образом, константа скорости реакции при 35 °C равна 24,93 моль/л • с.
Шаг 3: Рассчитаем энергию активации:
Теперь, используя данные о константе скорости реакции при 20 °C и 45 °C, мы можем рассчитать энергию активации. Для этого, мы используем следующую формулу:
ln(k2 / k1) = -Ea / R * (1 / T2 - 1 / T1)
где k1 и k2 - константы скорости реакции при разных температурах,
Ea - энергия активации,
R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль • К)),
T1 и T2 - температуры в Кельвинах.
Первым шагом переведем температуры в Кельвины:
Температура в Кельвинах = температура в градусах + 273,15
Таким образом,
T1 = 20 °C + 273,15 = 293,15 K
T2 = 45 °C + 273,15 = 318,15 K
Теперь, подставим значения в формулу:
ln(0,5 моль/л • с / 3 • 10^-2 моль/л • с) = -Ea / 8,314 Дж/(моль • К) * (1 / 318,15 K - 1 / 293,15 K)
Давайте рассчитаем разницу температур:
1 / 318,15 K - 1 / 293,15 K = 0,00314 K^-1 - 0,00341 K^-1 = -0,00027 K^-1
Теперь, продолжим расчет:
ln(0,5 моль/л • с / 3 • 10^-2 моль/л • с) = -Ea / 8,314 Дж/(моль • К) * (-0,00027 K^-1)
Чтобы избавиться от натурального логарифма, возьмем экспоненту от обеих сторон:
e^(ln(0,5 моль/л • с / 3 • 10^-2 моль/л • с)) = e^(-Ea / 8,314 Дж/(моль • К) * (-0,00027 K^-1))
Теперь, упростим:
0,5 моль/л • с / 3 • 10^-2 моль/л • с = e^(-Ea / 8,314 Дж/(моль • К) * (-0,00027 K^-1))
0,5 моль/л • с / 0,03 моль/л • с = e^(0,0022475Ea / Дж)
16,67 = e^(0,0022475Ea / Дж)
Для того, чтобы найти Ea, возьмем натуральный логарифм от обеих сторон:
ln(16,67) = ln(e^(0,0022475Ea / Дж))
ln(16,67) = 0,0022475Ea / Дж
Теперь, умножим обе стороны на (8,314 Дж/mol • K):
8,314 Дж/mol • K * ln(16,67) = 0,0022475Ea
Ea = (8,314 Дж/mol • K * ln(16,67)) / 0,0022475
Ea ≈ 40 811 Дж/моль
Таким образом, энергия активации примерно равна 40 811 Дж/моль.
Это полное решение поставленной задачи о температурном коэффициенте реакции, константе при 35 °C и энергии активации.
Для начала, нам нужно знать химическое уравнение реакции сгорания меди. Химическое уравнение для этой реакции выглядит следующим образом:
2Cu + O2 -> 2CuO
Это уравнение говорит нам, что для образования одной молекулы оксида меди (CuO) необходимо две молекулы меди (Cu) и одна молекула кислорода (O2).
Теперь, чтобы рассчитать массу оксида меди, которая образуется при сгорании 18 г меди, мы должны использовать соотношение между массами реагентов и продуктов, которое указывается в химическом уравнении.
Молярная масса меди (Cu) составляет примерно 63,55 г/моль, а молярная масса оксида меди (CuO) составляет примерно 79,55 г/моль.
Итак, для расчета массы оксида меди (CuO) используем следующие шаги:
1. Рассчитываем количество вещества меди (Cu) в граммах:
Количество вещества = масса / молярная масса
Количество вещества меди = 18 г / 63,55 г/моль
2. Используем соотношение из химического уравнения, чтобы найти количество вещества оксида меди (CuO), которое образуется:
Количество вещества CuO = (Количество вещества Cu) / 2
3. Рассчитываем массу оксида меди (CuO):
Масса CuO = (Количество вещества CuO) * молярная масса CuO
После выполнения всех шагов, мы получим массу оксида меди, которая образуется при сгорании 18 г меди.
Необходимые данные:
Масса меди (Cu) = 18 г
Молярная масса меди (Cu) = 63,55 г/моль
Молярная масса оксида меди (CuO) = 79,55 г/моль
Шаги для расчета:
1. Количество вещества меди (Cu):
Количество вещества Cu = 18 г / 63,55 г/моль
2. Количество вещества оксида меди (CuO):
Количество вещества CuO = (Количество вещества Cu) / 2
3. Масса оксида меди (CuO):
Масса CuO = (Количество вещества CuO) * молярная масса CuO
Таким образом, мы можем решить задачу, применяя эти шаги и используя указанные значения масс и молярных масс.