Срочно 50 баллов!!!!!!!! Реакция А+В=С в газовой смеси при Т 300 К заканчивается за 2 ч Объем газовой смеси уменьшили в 5 раз и ввели катализатор, снижающий энергию активацию на 10 000 Дж/моль. За какое время закончится реакция в новых условиях?

Ответ:

Для решения этой задачи необходимо использовать закон Генри, который устанавливает, что концентрация газов в растворе пропорциональна их давлению. Он выражается следующей формулой:

C = k * P

где С - концентрация газа, k - постоянная Генри, P - давление газа.

Также необходимо использовать уравнение скорости реакции, которое для данной реакции имеет вид:

v = k * [A] * [B]

где v - скорость реакции, k - постоянная скорости реакции, [A] и [B] - концентрации реагентов.

Из уравнения скорости реакции видно, что ее скорость зависит от концентраций реагентов. При уменьшении объема газовой смеси в 5 раз концентрация каждого газа увеличивается в 5 раз. Поэтому новые концентрации равны:

[A] = 5 * [A]0

[B] = 5 * [B]0

где [A]0 и [B]0 - исходные концентрации.

Также необходимо учесть влияние катализатора на энергию активации. Согласно формуле Аррениуса, скорость реакции пропорциональна экспоненте отношения энергии активации к температуре:

k = A * exp(-Ea/RT)

где k - постоянная скорости реакции, A - пропорциональность, Ea - энергия активации, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

Таким образом, при снижении энергии активации на 10 000 Дж/моль, постоянная скорости реакции увеличится в exp(10000/(8.31*300)) = 17.7 раз.

Исходя из всего вышеизложенного, можно составить следующую систему уравнений:

v = k * [A] * [B]

[A] = 5 * [A]0

[B] = 5 * [B]0

k' = k * 17.7

где k' - новая постоянная скорости реакции.

Подставляя выражения для [A] и [B] в уравнение скорости реакции и заменяя k на k', получаем:

v' = k' * (5 * [A]0) * (5 * [B]0)

v' = 88.5 * k * [A]0 * [B]0

Таким образом, скорость реакции увеличится в 88.5 раз.

Для определения времени, за которое закончится реакция, необходимо воспользоваться уравнением Нернста-Эйнштейна:

t = V / v'

где t - время, V - объем газовой смеси, v' - скорость реакции в новых условиях.

Подставляя известные значения, получаем:

t = (V / (88.5 * k * [A]0 * [B]0))

Ответ: время, за которое закончится реакция в новых условиях, равно V / (88.5 * k * [A]0 * [B]0), где V - объем газовой смеси, k - постоянная скорости реакции, [A]0 и [B]0 - исходные концентрации реагентов.