Сборник задач и упражнений по химии с решением. Лебедева М.И - 44 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Решение Поскольку ∆t = 55 °C, то обозначив скорость реакции при 20 и 75 °С соответственно че-
рез ν и ν`, можем записать:
ν/ν` = 2,8
55/10
= 2,8
5,5
; lg ν`/ν = 5,5•lg2,8 = 5,5•0,447 = 2,4584.
Откуда: ν`/ν = 287. Скорость реакции увеличится в 287 раз.
П р и м е р 49 Растворение образца цинка в соляной кислоте при 20 °С заканчивается через 27
минут, а при 40 °С такой же образец металла растворяется за 3 минуты. За какое время данный образец
цинка растворится при 55 °С?
Решение Растворение цинка в соляной кислоте описывается уравне-нием:
Zn + 2HCl = ZnCl
2
+ H
2
↑.
Поскольку во всех трех случаях растворяется одинаковое количество образца, то можно считать что
средняя скорость реакции обратно пропорциональна времени реакции. Следовательно при нагревании
от 20 °С до 40 °С скорость реакции увеличивается в 27/3 = 9 раз. Это означает, что коэффициент в урав-
нении Вант-Гоффа
()
/10tt
2
1
12
γ
ν
ν
−
= ,
который показывает, во сколько раз увеличивается скорость реакции υ при увеличении температуры на
10 °С, равен 3. Значит при нагревании до 55 °С скорость реакции увеличивается в 3
(55-40)/10
= 5,2, а время
реакции составит 3/5,2 = 0,577 мин, или 34,6 с.
П р и м е р 50 Энергия активации некоторой реакции в отсутствие катализатора равна 32,3•10
3
Дж/моль, а в присутствии катализатора она равна 20,9•10
3
Дж/моль. Во сколько раз возрастет скорость
этой реакции в присутствии катализатора при 25 °С.
Решение Энергию активации реакции без катализатора обозначим Е
а
, а в присутствии катализато-
ра
а
Е
′
. Соответственно константы скорости этой реакции равны k и k
/
; отношение k/k
/
показывает, во
сколько раз скорость реакции в присутствии катализатора больше скорости этой же реакции без катали-
затора. Используя уравнение Аррениуса, запишем
RТ
ЕЕ
RТ
Е
RТ
Е
/
аа
а
/
а
е
е
е
k
k
−
−
−
==
′
,
откуда
ln
=
′
k
k
2,3 lg =
′
k
k
R
Т
ЕE
аа
′
−
,
lg
=
′
k
k
2,3RТ
ЕЕ
аа
′
−
.
Подставив соответствующие значения величин из условия задачи, получим
lg
=
′
k
k
2
298314,83,2
10)9,203,32(
3
=
⋅⋅
⋅−
.
Таким образом, k'/k = 10
2
= 100, т. е. при данной температуре реакция протекает в 100 раз быстрее в
присутствии катализатора
Задачи
297 Напишите выражение для скорости прямой реакции:

Страницы