Реакция протекает по уравнению 2А(газ)= B (газ) + C (тв) и имеет второй порядок по веществу А. Рассчитать: 1) во сколько раз следует увеличить давление в системе, чтобы повысить скорость реакции в 64 раза; 2) Как и во сколько раз изменится скорость реакции после того как прореагирует 25% А 3) на сколько градусов необходимо повысить температуру чтобы скорость реакции увеличилась в 16 раз если y=2

Для решения задачи необходимо использовать закон Рейгеля-Леви:

1. Во сколько раз следует увеличить давление в системе, чтобы повысить скорость реакции в 64 раза: Скорость реакции пропорциональна концентрации реагентов, которая в свою очередь зависит от давления в системе. Если скорость реакции увеличивается в 64 раза, то концентрация реагента А также увеличивается в 64 раза. Исходя из уравнения реакции, уравнение Рейгеля-Леви можно записать следующим образом:

(v1 / v2) = (p1 / p2)

где v1 и v2 - скорости реакции до и после изменения давления соответственно, p1 и p2 - давления до и после изменения соответственно.

В нашем случае, v2 / v1 = 64, поэтому:

(64) = (p2 / p1)

Дано, что y = 2, то есть концентрация вещества А будет увеличена в 2 раза при увеличении давления в 2 раза. Отсюда, p2 / p1 = 2^y = 2^2 = 4.

64 = (p2 / p1) = (4 / 1)

Таким образом, давление в системе следует увеличить в 4 раза, чтобы повысить скорость реакции в 64 раза.

2. Как и во сколько раз изменится скорость реакции после того как прореагирует 25% А: Если прореагировало 25% А, то осталось 75% А. Следовательно, концентрация вещества А уменьшилась в 3 раза. В соответствии с уравнением Рейгеля-Леви, скорость реакции будет изменяться также в 3 раза (пропорционально изменению концентрации), но только в обратном направлении. То есть скорость реакции уменьшится в 3 раза после того, как прореагирует 25% А.

3. На сколько градусов необходимо повысить температуру, чтобы скорость реакции увеличилась в 16 раз, если y = 2: Скорость реакции в этом случае зависит от температуры по уравнению Аррениуса:

v = k * e^(Ea / RT)

где v - скорость реакции, k - постоянная скорости, Ea - энергия активации, R - универсальная газовая постоянная, T - абсолютная температура.

При увеличении скорости реакции в 16 раз, получаем:

(v2 / v1) = 16

соответственно,

16 = (k * e^(Ea / RT2)) / (k * e^(Ea / RT1))

e^(Ea / RT2) / e^(Ea / RT1) = 16

используя свойство натурального логарифма e^x * e^y = e^(x+y)

e^(Ea / RT2 - Ea / RT1) = 16

Если y=2, то Ea / RT2 - Ea / RT1 = 2 * log(16) = 2 * 2,7724 = 5,5448

Ea / RT2 - Ea / RT1 = 5,5448

Ea / R (1 / T2 - 1 / T1) = 5,5448

Для решения этой задачи необходимо знать значения постоянной газовой постоянной R и начальной температуры T1.