Пример 2. Для элементарной бимолекулярной реакции

Для элементарной бимолекулярной реакции

получены опытные значения предэкспоненциального множителя А =1,56·10¹¹(л/моль·с) и энергия активации Е =78,9 Кдж/моль при р ⁰= 1 атм. Рассчитайте с помощью теории активированного комплекса при 689 К:

а) энтальпию активации ; б) энтропию активации и ; в) энергию Гиббса активации .

Р е ш е н и е. Выскажем предположение, что =1.

1. Рассчитаем значение константы скорости по формуле:

=1,79·10⁵ л/моль·с

2. Энтальпия активации связана с опытной энергией активации соотношением:

,

где n – молекулярность реакции. В данном случае n =2. Тогда

=67443,308 Дж/моль.

3. Энтропия активации равна:

=

= -143,97 Дж/моль×К.

4. Если стандартное состояние С ₀ = 1 моль/л, то R₄ =0,082 л∙атм/ моль·К, тогда:

= -143,97 + 8,314 = - 110,43 Дж/моль.

5. = 67443,308 -689×(-110,43) = 143529,578 Дж/моль=143,53 кДж/моль.

6. ; = 1,55·10^-11.

Вопросы и задания для самоконтроля.

1. В чем заключается основная идея теории активных столкновений?

2. Совпадают ли константа скорости, рассчитанная по теории активных столкновений с константой скорости, определенной из опыта?

3. Физический смысл стерического фактора Р.

4. В чем заключается основная идея теории переходного состояния? Есть ли различие в понятиях «переходное состояние» и «активированный комплекс»?

5. Приведите уравнение, связывающее константу скорости с энтропией активации и опытной энергией активации.

6. Гидролиз метана при температуре 1200 К отвечает кинетике реакции первого порядка. Используя опытные значения энергии активации Е = 335 кДж/моль и значение предэкспоненциального множителя =12,2, вычислите при этой температуре энтальпию и энтропию активации реакции.