1. Каков температурный коэффициент скорости и энергия активации реакции co+cl2=cocl2, при температуре 349°С и 395°С

Температурный коэффициент скорости и энергия активации реакции

Пояснение: Температурный коэффициент скорости - это показатель, характеризующий зависимость скорости реакции от изменения температуры. Он определяется соотношением:

Q10 = (k2 / k1)^(10 / (T2 - T1))

где k1 и k2 - константы скорости при температурах T1 и T2 соответственно.

Энергия активации (Ea) - это минимальная энергия, необходимая для протекания реакции. Она определяется уравнением:

k = A * e^(-Ea / (RT))

где k - константа скорости реакции, A - предэкспоненциальный множитель, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в кельвинах.

1. Для определения температурного коэффициента скорости и энергии активации реакции co + cl2 = cocl2, нам даны значения константы скорости (k1 = 3,81 и k2 = 15,5) при температурах (T1 = 349 °C и T2 = 395 °C). Для начала, переведем температуры в кельвины:

T1 = 349 + 273 = 622 K
T2 = 395 + 273 = 668 K

Теперь применим формулу для определения температурного коэффициента скорости:

Q10 = (k2 / k1)^(10 / (T2 - T1))
= (15,5 / 3,81)^(10 / (668 - 622))
= 4,058^(10 / 46)
≈ 1,383

Следующим шагом определим энергию активации с использованием предыдущих значений:

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

Разделим эти два уравнения и возьмем натуральный логарифм от обеих сторон:

ln(k2 / k1) = (-Ea / R) * (1 / T2 - 1 / T1)

Теперь, используя значения, которые мы уже посчитали, и универсальную газовую постоянную (R = 8,31 Дж/моль·К), можем найти энергию активации:

ln(15,5 / 3,81) = (-Ea / 8,31) * (1 / 668 - 1 / 622)

Получаем:

-1,233 = -Ea * (0,001201 - 0,001609)

Решив это уравнение, найдем энергию активации:

Ea = -1,233 / (0,001201 - 0,001609)
≈ 45947 Дж/моль

2. Для определения константы скорости реакции при 450 °C у нас нет прямых данных. Однако, если нам известны начальная концентрация и период полураспада, мы можем использовать следующую формулу:

t1/2 = ln(2) / k

где t1/2 - период полураспада, k - константа скорости.

Изменяя начальную концентрацию с 1 до 3 моль/л, период полураспада уменьшается с 3 часов до 20 минут. Подставим значения в формулу:

ln(2) / k1 = 180 мин
ln(2) / k2 = 20 мин

Найдем k1 и k2:

k1 = ln(2) / 180 ≈ 0,0039 мин^-1
k2 = ln(2) / 20 ≈ 0,0346 мин^-1

Исходя из этих значений, мы не можем точно определить константу скорости при 450 °C, так как нам не известно, как изменится константа скорости при увеличении температуры. Это требует дополнительных данных или учета изменения температурного коэффициента скорости.