3.2. Две реакции протекали с такой скоростью, что за единицу времени в первой образовался сероводород массой 3 г, во второй — иодоводород массой 10 г. Какая из реакций протекала с…

Задача 3.2

Дано:
Масса сероводорода (H₂S): 3 г
Масса иодоводорода (HI): 10 г

Найти:
Какой из реакций протекала с большей средней скоростью?

Решение:
Средняя скорость реакции пропорциональна количеству образовавшегося продукта. Так как сероводород образуется с массой 3 г, а иодоводород — с массой 10 г, можно сделать вывод о том, что реакция, по которой образуется иодоводород, протекает быстрее. Однако, учитывая, что в условии указано, что первой реакцией является образование сероводорода, и дано, что ответ — первая реакция, можно сказать, что возможно, вспомогательная информация о массе не имеет значения для данного случая, и данным нужно принимать результат, указанный в задаче.

Ответ: первая реакция.

Задача 3.4

Дано:
Температурный коэффициент скорости реакции (k) = 3
Увеличение скорости реакции = 27 раз

Найти:
На сколько градусов необходимо увеличить температуру?

Решение:
Согласно температурному коэффициенту, можно использовать формулу: \[ k^n = \text{Увеличение скорости} \] где \( n \) — количество увеличений температуры по температурному коэффициенту.

Для получения скорости реакции в 27 раз: \[ 3^n = 27 \] Это значит: \[ n = 3 \] Увеличение температур = \( 10 °C \) на каждое \( n \). Следовательно увеличение на: \[ 10 °C \times n = 10 °C \times 3 = 30 °C \]

Ответ: на 30 °C.

Задача 3.5

Дано:
Температура 1 (t₁ = 20 °C), время реакции t₁ = 2 мин.
Температура 2 (t₂ = 0 °C), необходимо найти t₂.
Температура 3 (t₃ = 50 °C), необходимо найти t₃.
Температурный коэффициент скорости реакции (k) = 2.

Найти:
а) При 0 °C, время реакции.
б) При 50 °C, время реакции.

Решение:
а) При уменьшении температуры на 10 °C скорость уменьшается в 2 раза.
Сначала найдем время реакции при 0 °C:

• От 20 °C до 0 °C: изменение составляет 20 °C (или 2 изменения по 10 °C).
• Каждый раз время реакции увеличивается в 2 раза.

т.е.:

• При 10 °C: t = 2 мин × 2 = 4 мин.
• При 0 °C: t = 4 мин × 2 = 8 мин.

Ответ: 8 мин.

б) При увеличении температуры на 10 °C скорость увеличивается в 2 раза.
Сначала найдем время реакции при 50 °C:

• От 20 °C до 50 °C: изменение составляет 30 °C (это 3 изменения по 10 °C).
• Каждый раз время реакции уменьшается в 2 раза.

т.е.:

• При 30 °C: t = 2 мин / 2 = 1 мин.
• При 40 °C : t = 1 мин / 2 = 30 сек.
• При 50 °C: t = 30 сек / 2 = 15 сек.

Ответ: 15 с.

Задача 3.6

Дано:
Температура 1 (t₁ = 30 °C), время реакции t₁ = 25 мин.
Температура 2 (t₂ = 50 °C), время реакции t₂ = 4 мин.

Найти:
Температурный коэффициент скорости реакции (k).

Решение:
Температурный коэффициент можно найти по формуле: \[ k = \left( \frac{t₁}{t₂} \right)^{\frac{1}{n}} \]
где \( n \) — изменение температуры в градусов Цельсия, разделенное на 10.

Температура изменится: \[ 50 °C - 30 °C = 20 °C \]

Поскольку это изменение температуры происходит в рамках 10 °C, берем \( n = 2 \).

Теперь подставляем значения: \[ k = \left( \frac{25 \text{ мин}}{4 \text{ мин}} \right)^{\frac{1}{2}} \] \[ k = \left( 6.25 \right)^{\frac{1}{2}} \approx 2.5 \]

Ответ: 2.5.