1. На сколько времени увеличится время протекания реакции, если температура повысится с 20 до 40 градусов, при условии

1. Чтобы ответить на этот вопрос, воспользуемся уравнением Аррениуса, которое связывает скорость реакции и температуру:

\[ k = A \cdot e^{-\frac{E_a}{RT}} \]

где \( k \) - константа скорости реакции, \( A \) - предэкспоненциальный множитель, \( E_a \) - энергия активации реакции, \( R \) - универсальная газовая постоянная, \( T \) - температура в кельвинах.

Известно, что температурный коэффициент равен 4. Это означает, что при увеличении температуры в 4 раза, скорость реакции увеличивается в 4 раза.

Поскольку у нас есть две температуры - 20 и 40 градусов, увеличение температуры составляет \( 40 - 20 = 20 \) градусов.

Так как нам не известны другие значения, предположим, что константа скорости реакции остается неизменной.

Теперь рассмотрим отношение скоростей реакций при разных температурах:

\[ \frac{k_1}{k_2} = e^{-\frac{E_a}{R} \left( \frac{1}{T_1} - \frac{1}{T_2} \right)} \]

где \( T_1 \) и \( T_2 \) - температуры в кельвинах, \( k_1 \) и \( k_2 \) - константы скорости реакции при соответствующих температурах.

Подставив известные значения, получим:

\[ \frac{k_1}{k_2} = e^{-\frac{E_a}{R} \left( \frac{1}{293} - \frac{1}{313} \right)} \]

Из предыдущей информации мы знаем, что при увеличении температуры в 4 раза, скорость реакции также увеличивается в 4 раза:

\[ \frac{k_1}{k_2} = 4 \]

Подставляем:

\[ 4 = e^{-\frac{E_a}{R} \left( \frac{1}{293} - \frac{1}{313} \right)} \]

Чтобы найти увеличение времени протекания реакции, нужно найти соотношение между исходной константой скорости реакции и новой константой скорости реакции:

\[ \frac{k_1}{k_2} = \frac{t_1}{t_2} \]

где \( t_1 \) и \( t_2 \) - времена протекания реакции при соответствующих температурах.

Решаем уравнение:

\[ \frac{t_1}{t_2} = e^{-\frac{E_a}{R} \left( \frac{1}{293} - \frac{1}{313} \right)} \]

Известно, что \( t_1 = 1 \) (исходное время протекания реакции), для которого нужно найти новое время протекания реакции \( t_2 \).

Подставляем и решаем уравнение:

\[ \frac{1}{t_2} = e^{-\frac{E_a}{R} \left( \frac{1}{293} - \frac{1}{313} \right)} \]

Решаем это уравнение численно, используя значения \( E_a = 8,314 \) Дж/моль, \( R = 8,314 \) Дж/(моль·К), \( t_2 \) - время протекания реакции при температуре 40 градусов.

2. Для определения средней скорости реакции используется формула:

\[ v_{ср} = \frac{\Delta c}{\Delta t} \]

где \( \Delta c \) - изменение концентрации, \( \Delta t \) - изменение времени.

В данном случае известны начальная концентрация \( c_1 = 0,35 \) моль/л и конечная концентрация \( c_2 = 0,25 \) моль/л через \( t = 30 \) секунд.

Подставляем значения в формулу:

\[ v_{ср} = \frac{0,25 \, \text{моль/л} - 0,35 \, \text{моль/л}}{30 \, \text{сек}} \]

Вычисляем:

\[ v_{ср} = \frac{-0,1 \, \text{моль/л}}{30 \, \text{сек}} \]

\[ v_{ср} = -0,00333 \, \text{моль/л·сек} \]

Средняя скорость реакции составляет -0,00333 моль/л·сек.

3. Кинетическое уравнение для реакций выглядит следующим образом:

а) N2(Г) + 2О2 (Г) = 2NO2 (Г)

\[ v = k \cdot [N2(Г)]^n \cdot [O2(Г)]^m \]

где \( v \) - скорость реакции, \( k \) - константа скорости реакции, \( [N2(Г)] \) и \( [O2(Г)] \) - концентрации реагентов.

Для данной реакции значения экспонент \( n \) и \( m \) определены по коэффициентам перед реагентами в сбалансированном уравнении реакции.

В данном случае \( n = 1 \) для \( N2(Г) \) и \( m = 2 \) для \( O2(Г) \).

б) 2SO2(Г) + O2(Г) = 2SO3(ж)

\[ v = k \cdot [SO2(Г)]^n \cdot [O2(Г)]^m \cdot [SO3(ж)]^p \]

Аналогично, значения экспонент \( n \), \( m \) и \( p \) определены по коэффициентам перед реагентами в сбалансированном уравнении реакции.

В данном случае \( n = 2 \) для \( SO2(Г) \), \( m = 1 \) для \( O2(Г) \) и \( p = 2 \) для \( SO3(ж) \).

Таким образом, кинетическое уравнение для реакций приведено.