Chọn đáp án đúng: Một phản ứng có năng lượng hoạt hóa là 4,82×10² cal/mol. Nếu ở 275K phản ứng có hằng số tốc độ là 8,82×10⁻⁵, thì ở 567K hằng số tốc độ là:
Trả lời:
Đáp án đúng: B
Để giải bài toán này, ta sử dụng phương trình Arrhenius để tính hằng số tốc độ phản ứng ở nhiệt độ khác nhau.
Phương trình Arrhenius có dạng:
k = A * exp(-Ea / (R * T))
Trong đó:
* k là hằng số tốc độ phản ứng
* A là thừa số tần số (hệ số Arrhenius)
* Ea là năng lượng hoạt hóa
* R là hằng số khí lý tưởng (1,987 cal/mol.K)
* T là nhiệt độ tuyệt đối (K)
Ta có hai trạng thái của phản ứng:
Trạng thái 1: T1 = 275 K, k1 = 8,82×10⁻⁵
Trạng thái 2: T2 = 567 K, k2 = ?
Ea = 4,82×10² cal/mol
Ta có thể viết phương trình Arrhenius cho cả hai trạng thái:
k1 = A * exp(-Ea / (R * T1))
k2 = A * exp(-Ea / (R * T2))
Chia hai phương trình cho nhau, ta được:
k2 / k1 = exp(Ea / R * (1/T1 - 1/T2))
Suy ra:
k2 = k1 * exp(Ea / R * (1/T1 - 1/T2))
Thay số vào:
k2 = 8,82×10⁻⁵ * exp(4,82×10² / 1,987 * (1/275 - 1/567))
k2 = 8,82×10⁻⁵ * exp(242.57 * (0.003636 - 0.001764))
k2 = 8,82×10⁻⁵ * exp(242.57 * 0.001872)
k2 = 8,82×10⁻⁵ * exp(0.454)
k2 = 8,82×10⁻⁵ * 1.574
k2 = 1.39×10⁻⁴
Vậy đáp án đúng là B. 1,39×10⁻⁴
