Номер 532, страница 85 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

532. Как скорость протекания химической реакции качественно зависит от величины энергии активации этой реакции?

Скорость химической реакции определяется константой скорости реакции $k$. Зависимость константы скорости от энергии активации $E_a$ и абсолютной температуры $T$ количественно описывается уравнением Аррениуса:

$k = A \cdot e^{-E_a / (RT)}$

где $A$ — предэкспоненциальный множитель (учитывает частоту столкновений и стерический фактор), а $R$ — универсальная газовая постоянная.

Из этого уравнения видно, что энергия активации $E_a$ находится в показателе экспоненты с отрицательным знаком. Это указывает на обратную зависимость между скоростью реакции и энергией активации:

• Если энергия активации $E_a$ велика, то показатель степени $-E_a / (RT)$ будет большим по модулю отрицательным числом. В результате значение экспоненты $e^{-E_a / (RT)}$ будет очень мало. Это приводит к малому значению константы скорости $k$ и, следовательно, к низкой скорости реакции.
• Если энергия активации $E_a$ мала, то показатель степени $-E_a / (RT)$ будет близок к нулю. Значение экспоненты $e^{-E_a / (RT)}$ будет приближаться к единице. Это приводит к большому значению константы скорости $k$ и, следовательно, к высокой скорости реакции.

Качественно это можно объяснить следующим образом: энергия активации представляет собой энергетический барьер, который должны преодолеть реагирующие частицы для осуществления химического превращения. Чем выше этот барьер, тем меньшая доля частиц обладает достаточной энергией для его преодоления, и, как следствие, тем медленнее протекает реакция.

Ответ: Скорость химической реакции находится в обратной зависимости от величины энергии активации: чем выше энергия активации, тем медленнее протекает реакция, и наоборот, чем ниже энергия активации, тем скорость реакции выше.