Химия контрольная работа Константа скорости реакции А+В=Д+Е при Т=250С равна k1=3,5.10-8 л/моль.с, а ее энергия активации Еа1=180 кДж/моль. В присутствии катализатора константа скорости k2=1,6.10-2л/моль.с. Определите энергию активации каталитической реакции.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для реакции с катализатором константа скорости связана с энергией активации следующим образом:

k2 = A * exp(-Ea2/RT),

где k2 - константа скорости каталитической реакции,
A - прецизионный коэффициент,
Ea2 - энергия активации каталитической реакции,
R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль·К)),
T - температура в К.

Мы можем записать отношение констант скорости для обоих реакций:

k2 = A exp(-Ea2/RT),
k1 = A exp(-Ea1/RT),

Так как катализатор не меняет молекулярный механизм реакции (т.е. структуру переходного состояния), мы можем сказать, что прецизионный коэффициент A одинаков для обоих реакций. Это позволяет нам записать отношение констант скорости:

k2 / k1 = exp((Ea1 - Ea2) / RT).

Теперь мы можем найти значение Ea2, используя известные значения констант скорости:

k1 = 3,510^-8 л/моль.с,
k2 = 1,610^-2 л/моль.с,
Ea1 = 180 кДж/моль,
R = 8,314 Дж/(моль·К),
T = 250 °C + 273 = 523 K.

Итак, подставляем значения в уравнение и находим Ea2:

1,610^-2 / 3,510^-8 = exp((180000 - Ea2) / (8,314 523)),
457142.857 = exp((180000 - Ea2) / 4348722),
ln(457142.857) = (180000 - Ea2) / 4348722,
ln(457142.857) 4348722 = 180000 - Ea2,
Ea2 = 180000 - (ln(457142.857) * 4348722),

Ea2 ≈ 180000 - 56635,297 ≈ 123364,703 кДж/моль.

Таким образом, энергия активации каталитической реакции Ea2 ≈ 123,36 кДж/моль.