Вариант задач по кинетике_11


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
Вариант 11.

1.

Реакция между пропионовым альдегидом и синильной кислотой

С
2
Н
5
С
HO

+
HCN

= С
2
Н
5
С
H
(
OH
)
CN




в водном растворе является реакцией второго порядка, При 2D
о
С были получены
следующие данные


,
мин

0

2,78

5,33

8,17

15,23

19,80

[
HCN
], моль/л



0,0990


0,0906


0,0830


0,0706


0,0653


[
C
3
H
7
CHO
],моль/л



0,0566


0,0482


0,0406


0,
0282


0,0229


Постройте график в спрямляющих координатах для данного порядка и рассчитайте
константу скорости реакции,


2. Константа скорости реакции омыления эти
лового эфира уксусной кислоты
гидроксидом натрия при 283
о
К равна 2,28 л/моль мин. Вычислить сколько времени
потребуется на омыление D0% этилацетата, если при этой же температуре смешать 1
л 0,0D N раствора этилацетата:


а) с 1 л 0,0D N раствор
а
NаОН
,


б) с 1 л 0,10 N раствора
NаОН
.

3.

Период полураспада изотопа
11
С

равен 20 мин, Какая часть исходного количества
останется через 3 ч, если распад изотопа идет как реакция первого порядка,

4.

Для реакции разложения ацетальдегида были получены

следующие данные:


Время, с

0

42

105

242

480

840

Р
CH3CHO
,

мм.рт.ст.

363

329

289

229

169

93


Определите порядок реакции методом Вант
-
Гоффа.

5.

Кинетику реакции разложения диметилового эфира


CH
3
OCH
3

→ CH
4

+ H
2

+ CO


изучали по измерению
общего давления

системы при D04
0
С. По при
-


веденным данным определите порядок реакции и константу скорости,


t
, сек 0 30 66D 11D 2240


Робщ, мм,рт,с
т 312 408 468 D62 714 31

6.

Графическим методом определите величину энергии активации реакции
разложения пентоксида диазота в газовой фазе



N
2
O
5

= 2
NO

+
O
2


по следующим да
нным:

t
,
0
C

25

30

35

40

45

50

55

k

10
5
, с
-
1

3,38

5,58

13,5

24,7

48,9

75,9

150

7.


Для реакции между бензилизоцианатом и н
-
бутиловым спиртом

C
6
H
5
CH
5
N=C=O + C
4
H
9
OH

C
6
H
5
CH
2
NH
-
CO
-
OC
4
H
9



получены следующие константы скорости второго порядка:

t,
o
C

0

7,0

15,0

25,0

k, л/(моль
с)

4,04
10
-
5

7,72
10
-
5

1,29
10
-
4

2,50
10
-
4



Вычислите энергию активации, предэкспоненциальный множитель, энтальпию и
энтропию активации. Дайте объяснение полученным активационным параметрам.

1.

Для следующей схемы сложной р
еакции:


k
1


2
A

=
X

+2
C




k
-
1


k
2


X

+
D

→ Пр

где Х

промежуточная высокореакционная частица


Используя метод квазистационарных концентраций

по Х

выведите к
инети
-



ческое

уравнение реакции

по реагенту А
.

8.

Кинетика фотохимического хлорирования муравьиной кислоты в газовой фазе
описывается уравнением




Получите это уравнение, зная, что цепная реак
ция идет по следующей
схеме:





k
0





Cl
2

+



2
Cl
·


зарождение цепи






k
-
1





Cl
·

+
HCOOH

COOH
·

+
HCl

продолжение


k
2




Cl
2

+ COOH
·



HCl + CO
2

+ Cl
·

цепи




k
3




Cl
·


+ стенка 1/2
Cl
2


обрыв цепи




Вариант 12.

1, Реакция распада
-
аллильного комплекса палладия в водных растворах описывается
следующим стехиометрическим уравнением:

-
C
3
H
5
PdCl
NH
2
(C
2
H
5
)
2

= [C
3
H
5
NH
2
(C
2
H
5
)
2
]Cl + Pd
0



-

комплекс



Изменение концентрации
-
аллильного комплекса (
С
)

во времени при 70
0
С
характеризуется следующими значениями:

Время, мин

0

10
0

20
0

300

400

500

600
0

С

10
2
,

моль
/
л

1,5000

1,057

0,744

0,522

0,369

0,261

0,184



Подтвердите вы
полнимость первого порядка реакции и рассчитайте значение
константы скорости и концентрацию комплекса через 700 минут после начала
реакции.

2, Реакция окисления
-
аллилпалладийиодида в водных растворах описывается
следующим стехиометрическим уравнением:


-
С
3
Н
5
PdI
H
2
O + I
2

= C
3
H
5
I + PdI
2

+ H
2
O



Начальные концентрации комплекса и йода одинаковы и равны 1,0
10
-
3

моль/л,
Изменение концентрации йода


во времени при 40
0
С характеризуется следующими
значениями:


Время , мин

0

10

20

30

40

50

60

[I
2
]

10
3
,

моль
/
л

1
,
000

0,3083

0,182

0,129

0,100

0,082

0,069



Определите порядок реакции и рассчитайте значение константы скорости,

3.

Нитрование
п
-
нитротолуола (пнт) азотной кислотой в серной кислоте идѐт как
реакция псевдопервого порядк
а, если азотная кислота взята в избытке (
С
HNO
3

=
0,D46), Реакцию проводили при температуре 2D
о
С в 74,D%
Н
2

4
, Концентрация
п
-
нитротолуола изменялась следующим образом:



Методом Вант

Гоффа подтвердите первый порядок реакции и определите
константу скорости реакции и время полупревращения,

4.

Время разложения для фосфина
РН
3


на D0% при различных исходных давлениях
приводится ниже:


Р
оРН3
, мм
рт,ст,

139

52,5

1
/
2
, с

84

83


Определите порядок реакций и константу скорости,

5.

При исследовании термического распада арсина на стекле при 3D0
о
С


AsH
3

(г)

А
s

(тв) + 3/2 Н
2


обнаружено изменение общего давления Робщ
в системе со временем:

, ч

0

4,33

16

25,5

37,66

44,75

P
общ, мм рт,
ст,

39,2

40,3

43,65

45,35

48,05

48,85


Определите порядок реакции и константу скорости.

6.

Реакция разложения диоксида азота является реакцией второго порядка



2
NO
2

=2
NO

+
O
2

, мин,



0

10

20

30

40

50

60

70

80

С
пнт
,
10
4
,моль/л


3,0

2,837

2,684

2,538

2,401

2,271

2,148

2,031

1,921

Были получены следующие данные о температурной зависимости константы
скорости:

Т, К

592

603

627

652

656

k, л/(моль
с)

0,522

0,765

1,700

4,020

5,030

Графически определите энергию активации и рассчитайте среднюю величину
предэкспонента ур
авнения Аррениуса в указанном интервале температур.

7.

Разложение пероксида ди
-
(трет
-
бутила) в газовой фазе представляет собой реакцию
первого порядка в интервале температур 110
-

280
0
С. Константа скорости
описывается уравнением:






Вычислите активац
ионные параметры


и
Нº

реакции
и дайте интерпретацию
полученным значениям.

8.

Реакция образования фосгена

CO

+
Cl
2



COCl
2

может протекать по следующему механизму:



Cl
2




2Cl




k
0



Cl

+CO



COCl





k
1


COCl

+

Cl
2




COCl
2

+

Cl




k
2


COCl



Cl

+CO k
3


2
Cl



Cl
2

k
4


Используя

метод квазистационарного приближения, найдите вы
ражение для


скорости образования фосгена, оцените эффективную кон
станту скорости и


общий порядок реакции.

9.

Для инициируемого радиацией распада некоторых органических нитратов

при
ко
мнатной температуре предложен следующий механизм:



k
1


RONO
2

+
h

RONO +
·
O
·


k
-
1




RONO +
·
O
·

RONO
2



k
2



RONO
2

+
·
O
·



RONO

+
O
2

Символ

h

обозначает

некоторую

дозу

ионизирующей

рад
иации
.
Сделав
предположение о стационарной концентрации атомов
·
O
·
, выведите уравнение для
скорости образования
NO
2

.

10.



Вариант 13.

1. Константа скорости реакции первого порядка равна 3,D
,
10
-
4

с
-
1


а) какова начальная скорость, если исходная конце
нтрация реагента


0,1 моль/л?

б) какова скорость реакции в момент, когда реакция пройдет на 0%?


в) сколько времени потребуется, чтобы реакция прошла на 0%?

2. Реакция разложения аммиака на горячей вольфрамовой проволоке протекает по

следующему стехиометрическому уравнению:

k

= 3,2
10
16

exp

(
-
163600/
RT

-
1

[
E
] = Дж/моль.




3
= 1/2 N
2
+ 3/2 Н
2

За реакцией следили по изменению общего давления. В различные моменты времени
давление увеличивалось следующим образом:

, с

100

200

400

600

800

1000

Робщ, мм.рт.ст.

211,0

222,1

244,0

266,3

287,9

310


(где
Р=Р
общ,
-
Р
0

). При условии, что начальное давление равнялось 200 мм.рт.ст,
графически методом подбора определите порядок реакции и рассчитайте константу
скорости.

3.

При изучении кинетики реакции диоксида азота с
этиленом

наблюдалась
следующая зависимость начальной скорости от исходной

концентрации
реагентов






Оп
ре
делите порядок реа
кции по обоим реагентам и константу скорости,

4.

При изучении взаимодействия между ионами брома и xлорноватистой кислоты


СlО


+ Br


= BrО


+ Сl


при 2D
о
С через определенные промежутки времени отбирали пробы и определяли в
ниx содержание иона
ВrО

, Результаты анализов:

, мин

0

3,65

7,65

15,05

26,00

47,60

90,60

[
BrO

]
,
10
2
, моль/л

0

0,0560

0,0953

0,1420

0,1800

0,2117

0,2367


Начальные концентрации
NaClO

и
КВr
соответственно равны 0,00323 и 0,002D08
моль/л, По
кажите, что скорость реакции подчиняется кинетическому уравнению
второго порядка и рассчитайте константу скорости,

5.

Время разложения для
N
2
О

(2) на D0% при различных исходных давлениях
приводится ниже:

Р
о
N2O
,
мм рт,ст,

79

37
,
5

1
/
2
, с

470

860


Определите
порядок реакции и константу скорости.

6.

Для реакции термического разложения этана получены следующие значения
константы скорости в зависимости от температуры:

Т, К

823

833

843

853

863

873

883

893

903

k

10
5
,


с
-
1

2,5

4,7

8,2

12,3

23,1

35,3

57,6

92,4

141,5

Постройте график зависимости
ln
k от I/T. Рассчитайте энергию активации и
предэкспоненциальный множитель.

7.

Для реакции разложения оксида азота
2NO

N
2

+ O
2

известны значения констант скорости:

[
NO
2
]·10
-
3
, Па

7,82

7,81

2,61

7,97

10,61


2
H
4
]]·10
-
3
, Па

7,57

14,08

7,84

2,83

7,98

r
o
, моль/(л,с)

1066

1893

127

453

1333

при Т
1

= 1620 К

k
1

= 0,0108 л/(моль
с)

при Т
2

= 1D2D К

k
2
= 0,003 л/(моль
с)

Рассчитайте
Нº
,
S
с
º
(
при

С
o
=1 моль/л и
С
o
=1 моль/см
3
)

и

S
р
º

при средней
температуре 1D72 К.

8.

Известна кинетическая схема радикального хлорирования тетрахлорэтилена в
растворе
CCl
4
:




Используя метод квазистационарного приближ
ения, найдите вы
ражение для
скорости образования гексахлорэтана
.

2.


Для следующей схемы сложной реакции:


k
1



A

+
D

=
X

+
C



k
-
1


k
2


X

+
D


Пр

+
C

г
де Х

промежуточная высокореакционная частица


Используя метод квазистационарных концентраций

по Х

выведите кинети
-



ческое

уравнение реакции

по реагенту
D
.


Вариант 14
.

1.

Вытеснение бромида тиосульфат
-
ионом изучалась при 37,D
о
С:




C
3
H
7
Br

+
S
2
O
3
2


=
C
3
H
7
S
2
O
3


+
Br



Были получены следующие данные

,
10
-
3
, с

0

1,11

2,010

3,192

5,052

11,232

[
S
2
O
3
2
-
], моль/л

0,0966

0,0904

0,0863

0,0819

0,0766

0,0668

[
C
3
H
7
Br]
, моль/л

0,0395

0,0333

0,0292

0,0248

0,0196

0,0097


Р
ассчитайте константу скорости реакции, если по каждому реагенту порядок
первый, а общий порядок реакции
-

второй,

2.

Концентрация трития в воздухе приблизительно D
,
10
-
15
моль/л, Период полураспада
трития около 12 лет, Через сколько лет распадется 0% трития,
если не учитывать
пополнения содержания трития в воздухе за счет других процессов? ( Реакция
первого порядка, )

3.


Реакция окисления ионов
As
3+

ионами церия
Се
+4

протекает по уравнению



2 Се
+4

+
As
3+
= 2
Се
+3

+
As
5+

Реакционна
я смесь содержала эквивалентные концентрации реагентов,

Зависимость концентрации ионов церия от времени представлена следующими
экспериментальными данными:

Время, мин

0

70

130

272

335

339

[
Се
+4
],
моль/л

0,0234

0,0193

0,0171

0,0139

0,0130

0,0122

Определит
е константу скорости 3
-
его порядка,

4.

По мере течения реакции между эквивалентными количествами окиси углерода и
хлора, согласно уравнению
СО + С
l
2

= СОС
l
2


при 300 К в присутствии
катализатора наблюдалось следующее уменьшение общего давления системы:



, мин

0

5

10

15

21

Р
общ
, мм.рт.ст.

724

675

654

622

600


Определите порядок реакции (
V
=
const
) графическим и аналитическим методом,

5.

Методом Вант
-

Гоффа определите порядок реакции и константу скорости реакции
разложения
N
2
О
5
в растворе тетрахлорида угле
рода при 4D
о
С, Экспериментальные
данные приводятся ниже:

, с

0

184

319

626

867

1196

1877

2315

[
N
2
O
5
]
, М

2
,
35

2,08

1,91

1,67

1,36

1,11

0,72

0,55


6.

Гидролиз некоторого алкилхлорида
RCl

в 80% этаноле протекает по первому
порядку:



RCl + Н
2
О =

RОН + НCl

Получены следующие значения константы скоростей:

t,
0
С

0

25

35

45

k, с
-
1

1,06

10
-
5

3,19

10
-
4

9,86

10
-
4


2,92

10
-
3

Постройте график зависимости lnk от I/T и определите энергию активации и
предэкспоненциальный множ
итель.

7.

Предэкспоненциальный множитель для газофазного разложения озона
O
3

+ M

О
2

+ О + М




при низких температурах равен 4,6
10
12

л/(моль
с), а энергия активации составляет
100 кДж/моль. Каковы: а) энтальпия и энтроп
ия активации
S
р
º

и
Н
º

энтропия
активации; б) константа скорости при 2D
0
С;



в) энергия активации Гиббса?

8.

Реакция димеризации этана


2
Н
6



C
4
H
10

+
H
2

протекает по следующему механизму:









Используя метод квазистационарного прибл
ижения, найдите вы
ражение для
скорости образования бутана
.


9.

Реакции мономолекулярного нуклеофильного замещения в производных алканов
(
S
N
1
)

R
-
Х

+
Y
-



RY

+
X
-


протекают по схеме


k
1



R
-
Х

R
+

+
X

,


k
-
1


R
+

+
Y


RY

В зависимости от условий реакц
ии могут протекать либо

а)

в квазистационарном режиме

по
R
+

;


б)
в предельных слу
чаях лимитироваться

реакцией гетеролиза
RX

(первая стадия)
Выведите
уравнения скорости для всех

вариантов и выясните, различимы ли
кинетически эти механизмы.

10.


Вариант 1D
.

1.

Р
аствор уксусноэтилового эфира 0,01N концентрации омыляется при 2D
о
С 0,002N
раствором
NaOH

на 10% в течение 23 мин, За какое время тот же раствор эфира
омыляется до такой же степени растворами
NaOH
концентрации а) 0,007 N,


б
) 0,010 N,
в
) 0,005 N?



CH
3
COOC
2
H
5

+NaOH


CH
3
COONa + C
2
H
5
OH

2.

Реакция кислотного распада
-
аллильного комплекса никеля (
) описывается
следующим стехиометрическим уравнением:


-
С
3
Н
5
NiBr
H
2
O

+
HBr



C
3
H
6

+
NiBr
2
+
H
2
O


-

комплекс



Нача
льные концентрации комплекса

С

и кислоты одинаковы и равны 0,00D00
моль/л, Изменение концентрации
-
аллильного комплекса во времени при 27
0
С
характеризуется следующими значениями:

Время , мин

0

20

40

60

80

100

120

С

10
2
, моль
/
л

0,5
00

0,320

0,234

0,18
8

0,152

0,133

0,114



Подтвердите выполнимость второго порядка реакции и рассчитайте значение
константы скорости, Определите время, за которое концентрация комплекса уменьшится
до 0,00D моль/л ,

3.

Пользуясь зависимостью между временем полураспада и нач
альным давлением,
определите порядок для реакции конверсии пара
-
водорода в орто
-
водород при
температуре 23
о
К, Значения давления пара
-
водорода и время полураспада для
пара
-
орто
-
превращения водорода
p
-
H
2



o
-
H
2
следующие:

Р
о
, мм.рт.ст.

50

100

200

400

1/2
, с

648

450

318

222

4.

Графически методом подбора подтвердите, что реакция :


(СН
3
)
3
СОО(СН
3
)
3 (газ)
= 2 СН
3
СОСН
3
+ С
2
Н
6

идет по первому порядку, Определите по графику константу скорости реакции при
147,2
о
С, За кинетикой реакции с
ледили по изменению общего давления в системе,
Были получены следующие данные:



5.

Начальная скорость в
заимодействия иона аммония с нитрит
-
ионом в зависимости
от концентрации реагентов измерялась по количеству выделенного азота


NH
4
+
aq

+ NO
2

aq

= N
2

+ 2H
2
O,

Найдите вид кинетического уравнения и константу скорости по следующим
данным:

[
NH
4
+
]
, М

0,01

0,02

0,04

0,06

0,2

0,2

0,2

0,
2

[
NO
2

]
, М

0, 2

0,2

0,2

0,2

0,0202

0,0404

0,0606

0,0808

r
o
10
7
,
моль
/
с

5,4

10,8

21,5

32,3

10,8

21,6

32,4

43,3

6.

Константы скорости реакции второго порядка при 328 и 38 К соответственно
равны 10
-
2

и 10
-
3

л/(моль
ми
н). Вычислите скорость этой реакции при 343 К в
начальный момент реакции, если начальные концентрации обоих веществ
одинаковы и равны 0,00D моль/л.

7.

Реакция замещения лигандов в плоско
-
квадратном комплексе платины

в водном растворе


Pt
(
dien
)
Cl
+

+
Br
-


Pt
(
dien
)
Br
+

+
Cl
-


(dien = H
2
NCH
2
NHCH
2
CH
2
NH
2
)

имеет следующие активационные параметры:
Н
º

= D8,D кДж/моль,
S
º

= 6,7
Дж/(моль
К). Вычислите константу скорости при 2D
0
С.

8.

Для реакции термического разложения озона


2
O
3

= 3
O
2

предложен радикальный механизм:




O
3


O
2

+
O
.


O
.

+
O
2


O
3





O
.

+
O
3


2
O
2

Выв
едите кинетическое уравнение реакции в квазистационарном режиме. Как
изменится это уравнение: если лимитирующей стадией будет: а) первая стадия
механизма, б) вторая стадия механизма. Какие порядки по реагенту и продукту
будут наблюдаться в этих случаях?

, мин

0

2

6

10

14

18

Робщ, мм,рт,ст,

179,5

187,4

198,6

210,5

221,2

231,9

, мин

26

30

34

38

42

46

Робщ, мм.рт.ст.

252,5

262,1

271,3

280,2

288,9

297,1

9.

Ре
акция замещения лигандов в комплексах кобальта, протекающая в среде
метилового спирта, часто описывается диссоциативным механизмом, например:





Co(en)
2
Cl
2
+
Co(en)
2
Cl
2+

+ Cl





Co(en)
2
Cl
2+

+ X

Co(en)
2
ClX
+
,

где
en

-

бидентатный лиганд этилендиамин. Подтверждением этого механизма
считается тот факт, что скорости замещения хлорид
-
иона на
NO
3
,
Br
,
NCS
,
одинаковы. Какая стадия пр
оцесса в этом случае определяет скорость всей
реакции? Выведите также кинетическое уравнение
расходования
Co
(
en
)
2
Cl
2
+


методом
квазистационарного режима реакции
по комплексу

Co
(
en
)
2
Cl
2+
) и
определите, в каких условиях оно переходит в предельную форму урав
нения 1
-
го
порядка.

10.


Вариант 16
. Закончил здесь 2.70

1.

Нитрование
п
-
нитротолуола (пнт) азотной кислотой в серной кислоте идѐт как
реакция псевдопервого порядка, если азотная кислота взята в избытке (
С
HNO
3

=
0,D46), Реакцию проводили при температуре 2D
о
С в 7
4,5%
Н
2

4
, Концентрация
п
-
нитротолуола изменялась следующим образом:



Определите графически константу скорости реакции и время полупревр
ащения,

2.

Константа скорости реакции :


СН
3
СООС
2
Н
5
+ NаОН = СН
3
СООNа + С
2
Н
5
ОН


равна D,4 л/моль мин, Сколько процентов эфира прореагирует за 10 мин, если
исходные концентрации щелочи и эфира одинаковы и равны 0,02 моль/л?

3.

И
зучалась реакция газофазного разложения пентоксида диазота
N
2
О
5


при 2D
О
С :


N
2
О
5

= 2NО
2

+ ½ О
2


Методом Вант
-
Гоффа определите порядок реакции по изменению

концентрации
реагента
N
2
О
5

во времени:

, мин,

0

20

100

120

200

220

300

320

С

N
2
О
5
, моль/л

0,1

0,096

0,0816

0,0784

0,0667

0,0640

0,0544

0,0523

4.

Изучалось гетерогенное разложение аммиака на вольфрамовой проволоке при
Т = 1373 К :

3
=

1
/
2
N
2
+
3
/
2
Н
2

Период половины превращения

(
1/2
) в зависимости от начального давления
аммиака Р
о
указан в таблице:

Р
о
, мм рт, ст,

265

130

58

35


1/2

, мин

7,6

3,7

1,7

1,0


Определите порядок реакции и константу скорости,

, мин,



0

10

20

30

40

50

60

70

80

С
пнт
,
10
4
,моль/л


3,0

2,837

2,684

2,538

2,401

2,271

2,148

2,031

1,921

5.

Кинетику реакции разложения диметилового эфира изучали по измерению



CH
3
OCH
3


CH
4

+
H
2

+
CO


общего давления системы при D04
0
С,


По приведенным данным определите порядок


реакции и константу скорости,


t
, сек 0 30 66D 11D 2240



Робщ, мм.рт.ст. 312 408 468 D62 714 31

6.

Были получены следующие значения для удельной скорости реакции разложения
ацетондикарбоновой кислоты в водном растворе (реакция первого порядка)
O
=
C
(
CH
2
COOH
)
2


O
=
C
(
CH
3
)
2

+2
CO
2
:

t,
0
С

0

25

35

45

65

k

10
5
,


с
-
1

0,0787

3,46

13,5

49,8

487

Графическим методом определите энергию активации. Рассчитайте величину
предэкспонента. Чему равно время полураспада при DD
0
С?

7.

По данным предыдущей задачи 6 рассчитайте

Нº
,
S
с
º
(
при

С
o
=1 моль/л и
С
o
=1
моль/см
3
)

при темп
ературе
55
0
С
.


Сделайте вывод о типе реакции (быстрая,
нормальная, медленная).

8.

Реакции нуклеофильного замещения в произво
дных алканов (
S
N
2
)


R
-
Х

+
Y
-



RY

+
X
-


протекают по схеме


k
1




R
-
Х

+
Y


[
Y
-

R



X
]



k
-
1




[
Y
-

R



X
]

RY

+
X

В зависимости от условий реакции могут протекать либо

а)

в квазистационарном режиме

по
[
Y
-

R



X
]
,

б)
с лимитирующей стадией образования

промежуточного комплекса

[
Y
-

R



X
]
.


Выведит
е
уравнения скорости для всех

вариантов и выясните, различимы ли
кинетически эти механизмы.

9.

В
осс
тановление водородом
некоторых окислителей, таких как
S

=
Cr
(
VI
)
,
IO
3
,
Ce
+4

:



S

+
H
2


Q

,

где
S

и
Q

окисленная и
восстановленная формы субстрата,


могу
т катализировать с
оли меди (
II
).


Реакции протекают по следующему механизму:


Cu
2+ +
H
2

CuH
+

+ H
+
,




CuH
+
+ Cu
2+

2 Cu
+

+ H
+
,


2
Cu
+

+
S

2
Cu
2+

+
Q

,

Последняя стадия протекает быстро и не влияет на кинетику процесса. Используя
метод квазистационарных концентраций для промежуточного комплекса
CuH
+

выведите кинетическое

уравнение этой реакции. Каково влияние кислотности среды
на скорость процесса?

10.



Вариант 17.

1.

Константа скорости первого порядка для реакции равна 2,2 10
-
5
с
-
1
при 320
о
С:

SO
2
Cl
2
= SO
2
+ Cl
2


Какой процент сульфурилхлорида разложится в результате

его выдерживания при
320
о
в течение 2 ч?

2.

Константа скорости реакции окисления формальдегида пероксидом водорода


НСНО + Н
2
О
2
= НСООН + Н
2
О



при t=80
о
С равна 0,7D44 л/моль
,
ч, Смешивают 1 л 1М раствора
НСНО

и 2 л 2М
раст
вора Н
2
О
2
. Рассчитайте концентрацию муравьиной кислоты через 40 мин?

3.

Диазобензолхлорид в водном растворе разлагается по уравнению:


C
6
H
5
N
2
+
Cl
-


C
6
H
5
Cl + N
2

За реакцией удобно следить по количеству выделяющегося
N
2

при 13
0
С и
д
авлении, равном 7D0 мм,рт,ст. В реакцию взято 3D см
3

раствора, содержащего 10 г
диазобензолхлорида на литр, Были получены следующие результаты:

, мин

116

192

355

481

1429


V
N
, см
3

9,7

16,2

26,3

33,7

54,3

60,0


Определите порядо
к реакции и рассчитайте константу скорости реакции и время
полупревращения,

4.

Вычислите поря
док реакции и константу скорости пиролиза диборана

В
2
Н
6

(газ)

при 10
о
С из следующих данных по зависимости скорости реакции от
концентрации диборана и найд
ите константу скорости,



[
B
2
Н
6

]

,
10
2
,

моль
/
л
,

2,153

0,433


г
,
10
4
, моль/(л
,
час)

7,4

0,73

5.

Определите порядок реакции
2СО=СО
2
+
С
ТВ

при D83,2
0
С, если в одном случае
давление в реакции за 30 мин уменьшилось с 1,04
,
10
5

до 0,24
,
10
5

Па, а в друг
ом
за тот же промежуток времени оно уменьшилось с 0,714
,
10
5

до 0,624
,
10
5

Па
(
V
=
const
).

6.

Трихлорацетат
-
ион в ионизирующих растворителях, содержащих протоны
Н
+
,
разлагается на диоксид углерода и хлороформ:


Н
+

+
Cl
3
C
-
COO


=
CO
2

+
HCCl
3

Стадией, определяющей скорость реакции, является, вероятно, мономолекулярный
разрыв связи
С
-
С

в трихлорацетат
-
ионе. Реакция идет по первому порядку и
константы скорости имеют следующие значения:

t,
0
С

70

80

90

k

10
5
,


с
-
1

1,71

7,62

31,1

Рассчитай
те энергию активации, предэкспоненциальный множитель и константу
скорости при 60
0
С.

7.

По данным предыдущей задачи 6 рассчитайте

Нº
,
S
с
º
(
при

С
o
=1 моль/л и
С
o
=1
моль/см
3
)

при темп
ературе
100
0
С
.


Сделайте вывод о типе реакции (быстрая,
нормальная, медленная).

8.

Фотохимическая реакция разложения пероксида водорода проходит по схеме:





Лимитирующая стадия процесса


третья стадия. Выведите кине
тическое
уравнение для разложения пероксида водорода и найдите, че
му равен порядок
реакции и эффективная константа скорости.

9.

Кинетика окислительно
-
восстановительной реакции церия(
IV
) с солью хром
а (
III
) в
среде серной кислоты с постоянной кислотностью


3
С
e
4+

+ Cr
3+
+ 4 H
2
O = 3 Ce
3+
+ HCrO
4

+ 7 H
+

включает стадии с образованием неустойчивых состояний
Cr
(
IV
) и
Cr
(
V
):



С
e(IV) + Cr(III)

Ce(III) + Cr(IV)

k
1
, k
-
1




Ce(IV) + Cr(IV)

Ce (III) + Cr(V) k
2


Ce(IV) + Cr(V)

Ce(III) + Cr(VI) k
3

Выведите кинетическое уравнение ре
акции в квазиравновесном режиме с
лимитирующей стадией превращения
Cr
(
IV
) в
Cr
(
V
).

Каковы наблюдаемые
порядки по реагентам? Какие продукты оказывают тормозящее влияние на
реакцию?

10.




Вариант 18.

1.

При исследовании кинетики реакции гидролиза метилтозилата (МТ
)

п
-
СН
3
С
6
Н
5
S
О
3
CH
3

+
H
2
O

= СН
3
С
6
Н
5
S
О
3
H

+
CH
3
OH




при 2D
о
С были получены следующие спектрофотометрические данные при длине
волны 261 нм:


, ч

0

5,0

9,0

18,0

24,0

44,0

67,0



D


0,791


0,746


0,709


0,645




0,611


0,5
26


0,471


0,420



где
D
-

оптическая плотность раствора;
D

=
*
l
*
C
MT

, где

и
l

константы, Покажите,
что реакция подчиняется первому порядку и определите константу скорости,

2.

Бимолекулярная реакция
А + В = D
, для которой
А
о
= В
о
, проходит за 10 ми
н на
2D%, Сколько времени необходимо, чтобы реакция прошла на D0% при той же
температуре и той же начальной концентрации,

3.

Монохлоруксусная кислота при 28 К взаимодействует с водой (вода в большом
избытке):





С
lH
2
C
-
COOH + H
2
O

(
НО
)H
2
C
-
COOH + HCl



Результаты титрования проб одинакового объема раствором щелочи приведены
ниже:

, мин

0

600

780

2070

V
OH
-

, см
3

12,9

15,8

16,4

20,5

Составьте материаль
ный баланс (учтите, что щелочью титруются 3 кислоты),
Определите порядок реакции, вычислите константу скорости и рассчитайте
,

сколько времени после начала реакции необходимо, чтобы все три кислоты
присутствовали в эквивалентных количествах,

4.

Период полурасп
ада изотопа полония
210
Ро
составляет 140 дней, Вычислить
константу скорости распада полония, (Реакция первого порядка,) Сколько времени
потребуется, чтобы распалось 6D% данной массы полония
-
210? Какая доля
исходного количества распадается за один день?

5.

Гра
фически методом подбора подтвердите, что реакция :


(СН
3
)
3
СОО(СН
3
)
3 (газ)


2 СН
3
СОСН
3
+ С
2
Н
6

идет по первому порядку, Определите по графику константу скорости реакции при
147,2
о
С, За кинетикой реакции следили по изменению общего да
вления в системе,
Были получены следующие данные:



6.

Для реакции пиридина с йодистым метилом в тетрахлорэтане


C
5
H
5
N

+
H
3
CI

=
C
5
H
5
NCH
3
+

+
I


определены к
онстанты скорости при разных температурах:

t,
0
С

19,9

29,9

39,9

50

k

10
2
, л/(моль
с)

0,713

1,50

3,05

5,89

Графически рассчитайте энергию активации и величину предэкспоненциального
множителя. К какому типу относится эта реакция (―нормальная‖, ―медлен
ная‖ или
―быстрая‖)?

7.

Дожд

8.

Реакция иодирования ацетона

протекает по механизму кислотного катализа:



(CH3)
2
CO + H
+
B
-


↔ X
+

+ B
-


k
1
, k
-
1





X
+

+ J
2
→ CH
3
(CH
2
J)CO + H
+
+ J
-



k
2




H
+
+


B
-


H
+
B
-


где
X
+


промежуточное высокореакционное соединение.

Используя любой из приближенных методом описания кинетики сложных р
еакций
(МКСК, МКРК ) получите кинетическое уравнение для скорости образования
продукта, при условии, что стадия 2 является лимитирующей.

9.

Кинетика термического распада дихлорэтана в газовой фазе описывается
уравнением



, мин

0

2

6

10

14

18

22

Робщ, мм.рт.ст.

179,5

187,4

198,6

210,5

221,2

231,9

242,3

Согласуется ли вышеприведенное уравнение скорости
со следующей схемой
цепного механизма реакции?


k
0


C
2
H
4
Cl
2

C
2
H
4
Cl
·

+
Cl
·


k
-
1



Cl
·

+
C
2
H
4
Cl
2

C
2
H
3
Cl
2
·

+
H
·

,


k
2



C
2
H
3
Cl
2
·




C
2
H
3
Cl
·

+
Cl
·



k
3



C
2
H
3
Cl
2
·


+
стенка

C
2
H
3
Cl
2
·

адс
.



Используя метод квазистационарных концентраций выведите кинетическое


уравнение реакции.

10.



Вариант 1.

1.

В таблице приведены данные по кинетике разложения гексафенилэтана (А):


(C
6
H
5
)
3
C
-
C(C
6
H
5
)
3


2(C
6
H
5
)
3
C




при 0
0
С в смеси толуола и анилина,


A
, моль/л


0,1000


0,0867


0,0733


0,6000


0,0465


0,0334


, мин


0


1,05


2,20


3,65


5,5


7,85




Графическим метод
ом подтвердите первый порядок реакции и определите из
графика среднее значение константы скорости при 0
0
С,

2, Реакция кислотного распада
-
аллилникельхлорида описывается следующим
стехиометрическим уравнением:

-
С
3
Н
5
NCl
H
2
O

+
HCl

=
C
3
H
6

+
NiCl
2
+
H
2
O


Начальные концентрации комплекса и кислоты равны 0,00D и 0,010 моль/л, За
кинетикой реакции следили по изменению концентрации
HCl
, Температура 20
0
С,
Полученные результаты приведены в таблице,

Время , мин

0

20

40

60

80

1000

120

[HCl]

10
3
,

моль
/
л

5,00

2
,76

1,69

1,10

0,74

0,504

0,349



Покажите, что реакция имеет общий второй порядок и найдите среднее значение
константы скорости реакции,

3.

Реакция термического разложения этана, протекающего при 600
О

С


С
2
Н
6

= С
2
Н
4
+ Н
2

была
получена следующая зависимость концентрации этана от времени

, мин

0

5

10

15

20

25

С
С2Н6
, моль/л

0,24

0,216

0,194

0,175

0,157

0,141



Методом Вант
-
Гоффа определите порядок реакции и рассчитайте значение
константы скорости реакции,

4.


Газофазную реак
цию 2А
В контролировали по
изменению общего давления

в
зависимости от времени, Были получены следующие данные:


, с 0 100 200 300 400


Робщ, мм.рт.ст. 400

322 288 268 256


Определите порядок реакции по компоненту А и вычислите значение


константа скорости? За какое время реакция пройдет на 70%?

5.

При D18
о
С время полупревращения реакции разложения бензальдегида при
нач
альном давлении 300 мм рт,ст, составляет 4D0 с, а при исходном давлении 200
мм рт, ст,
1/2

равно 67D с.

Определите порядок реакции и константу скорости реакции.

6.

Константа скорости окисления
йодистоводородной кислоты перок
сидом водорода
H
2
O
2

+ 2HI = 2H
2
O + I
2

изменяется с температурой следующим образом:

t
,
0
С

20

30

k

10
2
, л/(моль
с)

4,32

8,38

Вычислите энергию активации и константу скорости реакции при 40
0
С.

7.

По данным предыдущей задачи 6 рассчитайте

Нº
,
S
с
º
(
при

С
o
=1 моль/л и
С
o
=1
моль/см
3
)

при темп
ературе
40
0
С
.


Сделайте вывод о типе реакции (быстрая,
нормальная, медленная).

8.

Фотохимическая реакция разложения
C
2
H
4
I
2

протекает по схеме:




I
2



2I


I

+ C
2
H
4
I
2



I
2

+C
2
H
4

I


C
2
H
4

I



C
2
H
4

+ I


2
I

+
M



I
2

+
M



Используя метод квазистационарного прибл
ижения, выведите ки
нетическое


уравнение для разложения
C
2
H
4
I
2

и найдите, чему равен по
рядок реакции и


эффективная константа скорости.

9.

Для реакции гидрирования олефина с использованием родиевого

катализатора
RhH
(
CO
)(
PPH
3
)
2

предложена схема реакции:



RhH(CO)(PPH
3
)
2
+
алкен

Rh(
алкил
)(CO)(PPH
3
)
2
(k
1
,k
-
1
)


Rh(
алкил
)(CO)(PPH
3
)
2

+ H
2


RhH(CO)(PPH
3
)
2

+
алкан

(k
2
)

Используя метод квазистацион
арных концентраций по Rh(алкил
)(CO)(PPH
3
)
2

вывед
ите уравнение для скорости образования продукта алкана.

Определите порядок реакции по H
2

при очень высокой концентрации водорода.

10.



Вариант 20.


1.

В реакции окисления метана
CH
4
+ 2O
2
= CO
2
+ H
2
O
, протекающей с постоянной
скоростью, в течение D мин, в с
осуде объемом 0,D л при D00
о
С образуется D
,
10
-
4
моль воды, Рассчитайте скорость реакции в Па/мин
c
читая, что в начальный
момент воды равна нулю.


2.

За кинетикой декарбоксилирования гидробензойной кислоты

C
6
H
7
CООН

C
6
H
8
+


2


следили по количеству выделивш
егося диоксида углерода за равные интервалы
времени:







Определите общий объем выделившегося оксида углерода и константу скорости 1
-
го порядка,

Обратите внимание, чт
о

=

весь
C
6
H
7
CООН

превратится в

2
,
следовательно

С
о
(
C
6
H
7
CООН
)
~ V
CО2


Определите константу скорости реакции первого порядка,

3.

Константа скорости второго порядка для щелочного гидролиза этилформиата при
29,86
о
С равна 4,D3 л/моль
,
с, Каково

время полупревращения, если оба реагента
имеют одинаковую концентрацию 0,001моль/л, Если концентрацию одного из
реагентов удвоить, а другого уменьшить в два раза, то через какое время
прореагирует половина вещества с меньшей концентрацией?



НСООС
2
Н
5
+ NаОН


НСООNа + С
2
Н
5
ОН

4.

Изменение концентрации метильных радикалов
2СН
3

= С
2
Н
6


изучали с помощью фле
ш
-
фотолиза (мгновенных вспышек).

Были

получены


следующие данные:

Время, мкс

0

10

20

30

40

50

[
CH
3
·
]
,
10
6
, М

1,
25

0,95

0,80

0,65

0,57

0,50


Методом Вант
-
Гоффа определите порядок реакции и рассчитайте значение
константы скорости реакции.

5.

По мере течения реакции между эквивалентными количествами окиси углерода и
хлора, согласно уравнению
СО + С
l
2

= СОС
l
2


при 300

К в присутствии
катализатора наблюдалось следующее уменьшение общего давления системы:


, мин

0

5

10

15

21

Р
общ
, мм.рт.ст.

724

675

654

622

600


Определите порядок реакции (
V
=
const
) графическим и аналитическим методом и
константу скорости.

6.

Каково в
ремя полураспада гидрида кремния
SiH
4

при 700 К по уравнению

7.

SiH
4

= Si + 2 H
2

,

если константа скорости первого порядка для этой реакции описывается
уравнением
k

= 2
10
13
* exp (
-

216300/RT). Размерность энергии активации
Дж/моль.

, с

300

450

600

750

900

1050

1200


V
CО2
,
см
3

5,9

10,0

14,0

17,2

19,8

21,9

23,7

32,1

7.


По данным предыдущей задачи 6 рассчитайте

Нº
,
S
с
º
(
при

С
o
=1 моль/л и
С
o
=1
моль/см
3
)

при темп
ературе
700
0
С
.


Сделайте вывод о типе реакции (быстрая,
нормальная, медленная).


8.

Для следующей схемы
сложной реакции:


k
1


A

+
В

=
X

+
C




k
-
1


k
2


X

+
В


Пр

+
А

где Х

промежуточная высокореакционная частица


Используя метод квазистационарных конц
ентраций

по Х

выведите кинети
-


ческое

уравнение реакции

по реагенту В.

9.

Для реакции разложения аминонитрита, протекающей в водном растворе,


NH
2
NO
2


H
2
O

+
N
2
O

(г)

предложен следующий механизм:



NH
2
NO
2

+ H
2
O

-
NHNO
2

+ H
3
O
+

(k
1
,k
-
1
)




NHNO
2


OH


+
N
2
O



(
k
2
)



OH


+
H
3
O
+
2
H
2
O




(
k
3
,
k
-
3
)


Используя МКСК по

аниону

-
NHNO
2

получите выражение для скорости реакции


образования
N
2
O

.

10.




Вариант 21.

1.

При смешении 1 л 0,0D М раствора
NaOH

и 1 л 0,0D М раствора этилацетата эфир
омыляется на D0% в течение 16,
8 мин.

СН
3
СО
2
C
2
H
5

+
NaOH

= СН
3
СОО
Na

+
C
2
H
5
OH


Реакция имеет первый порядок по каждому из реагентов, Определите константу
скорости.

2.

Скорость окисления бутилового спирта xлорноватистой кислотой

С
4
Н
9
ОН +
HClO

=
C
3
H
7
CHO

+
HCl

+
H
2
O


не зависит от концентра
ции спирта и пропорциональна концентрации
НСlО
во
второй степени, Вычислите время, в течение которого прореагирует 0%
НСlО

в
растворе, содержащем 0,1 моль/л
НСlО

при 28,2 К, Константа скорости реакции
при этой температуре равна 24 л/(моль·мин), Запишите
выражение для скорости
реакции,

3.

Разложение пероксида водорода в водном растворе протекает по уравнению
Н
2
О
2

= Н
2
О + О
, Кинетика реакции исследовалась путем титрования проб
одинакового объема (2 см
3
) марганцовокислым перманганатом калия (0,001D
N

раств
ор)
на содержание
Н
2
О
2
:
V
KMnO
4
*
N

KMnO
4

=
V

Н2О2
*
N

Н2О2

Определите порядок
реакции различными способами и рассчитайте среднее значение константы
скорости этой реакции, пользуясь следующими данными:

, мин

0

5

10

15

20

30

40


V
KMnO4
,

см
3

23,6

18,1

14,8

12,1

9,4

5,8

3,7

4.

Реакция разложения аммиака на горячей вольфрамовой проволоке протекает по
следующему стехиометрическому уравнению:



3
= 1/2 N
2
+ 3/2 Н
2

За реакцией следили по изменению давления, В различные моменты времени
дав
ление увеличивалось следующим образом:

, с

100

200

400

600

800

1000

Р, мм рт, ст,

11,0

22,1

44,0

66,3

87,9

110


(где
Р=Р
общ,
-
Р
0

). При условии, что начальное давление равнялось 200 мм рт,ст,
графически методом подбора определите порядок реакции и
рассчитайте константу
скорости.

5.

Изучалась зависимость скорости распада диоксида азота от концентрации реагента


2NO
2

= 2NO +O
2

Определите вид кинетического уравнения этой реакции и рассчитайте значение
констант
ы скорости по следующим данным:



6.

Константа скорости реакции разложения ацетондикарбоновой кислоты


O=C(CH
2
COOH)
2


O=C(CH
3
)
2

+2CO
2

при
Т
1

= 273,2 К равна k
1
= 2,46
10
-
5
мин
-
1

при Т
2

= 313,2 К равна k
2

= 5,76
10
-
3
мин
-
1
.

Вычислите время, в течение которого реакция пройдет на 70% при Т = 323,2 К.

7.

По данным предыдущей задачи 6 рассчитайте

Нº
,
S
с
º
(
при

С
o
=1 моль/л и
С
o
=1
моль/см
3
)

при темп
ературе
3
5
0

К
.


Сделайте вывод о типе реакции (быстрая,
нормальная, медленная).

8.

Для реакции замещения бромистого алкила
RBr

+
OH
-


ROH

+
Br
-

предложен
следу
ющий механизм:


RBr


R
+

+ Br
-

k
1





R
+

+ Br
-





RBr

k
-
1




OH
-

+ R
+


ROH

k
2

Используя МКСК

по

R
+

получите выражение для скорости образования
ROH

.

9.

Химическая реакция

N
2
O



N
2

+ 1/2
O
2
протекает по следующему механизму





инертная частица):



N
2
O

+
M



N
2
O

+
M

k
1



N
2
O



N
2

+ O


k
2



N
2
O

+M


N
2
O

+

M

k
3

С
*10
5

NO2

, моль/л

4,47

5,01

6,31

7,94

10

12,59

r , моль/(л
,
сек)

0,032

0,040

0,063

0,095

0,158

0,214




N
2
O

+
O



N
2

+
O
2

k
4


Используя метод квазистационарного приближения

по
N
2
O


и
O
, найдите
выражение для скорос
ти реакции.



10.


Вариант 22.

1.

Превращение пероксида бензоила в дифениловый эфир


(
С
6
Н
5
СОО)
2

= С
6
Н
5
СОО С
6
Н
5

+ СО
2


(реакция первого порядка) при температуре 60
o
С прошла за 10 мин на 7D%,
Вычислить константу скорости реакции
.

2.

Диазобензолхлорид в водном растворе разлагается по уравнению:


C
6
H
5
N
2
+
Cl
-


C
6
H
5
Cl + N
2

За реакцией удобно следить по количеству выделяющегося
N
2

при 13
0
С и
давлении, равном 7D0 мм.рт.ст. В реакцию взято 3D см
3

раствора, соде
ржащего 10
г/л диазобензолхлорида. Были получены следующие результаты:

, мин

116

192

355

481

1429


V
N
, см
3

9,7

16,2

26,3

33,7

54,3

60,0


Обратите внимание, что

=

весь диазобензолхлорид превратится в
N
2
,
следовательно

С
о
(C
6
H
5
N
2
+
Cl
-
)
~ V
N


Определите порядок реакции и рассчитайте константу скорости реакции и время
полупревращения.

3.

Реакция разложения аммиака на горячей вольфрамовой проволоке протекает по
следующему стехиометрическому уравнению:




3
= 1/2 N
2
+ 3/2 Н
2

За реакцией следили по изменению общего давления. В различные моменты
времени давление увеличивалось следующим образом:

, с

100

200

400

600

800

1000

Робщ, мм.рт.ст.

211,0

222,1

244,0

266,3

287,9

310


При условии,
что начальное давление равнялось 200 мм.рт.ст, графически
методом подбора определите порядок реакции и рассчитайте константу скорости,

4.

Время полупревращения вещества
А

равно 10 годам (реакция протекает по закону
первого порядка). В сосуд объемом 0,2 л вв
едено некоторое количество этого
вещества, Измерение его концентрации, проведенные через 30 и 3D мин после
начала опыта, показали, что за время между двумя замерами распалось 2
,

10
10
частиц. Чему равна начальная концентрация вещества
А

?

5.

В таблице приведе
ны данные по кинетике разложения гексафенилэтана (А):


(C
6
H
5
)
3
C
-
C(C
6
H
5
)
3


2(C
6
H
5
)
3
C




при 0
0
С в смеси толуола и анилина,


A
, моль/л

0,1000

0,0867

0,0733

0,6000

0,0465

0,0334



, мин

0

1,05

2,20

3,65

5,5

7,85




Методом Вант
-
Гоффа определите порядок реакции и рассчитайте значение
константы скорости реакции.

6.

Перборат натрия разлагается в соответствии с уравнением


NaBO
3

+
H
2
O


NaH
2
BO
3

+
1
/
2
О
2

Процесс разложения является реакцией пер
вого порядка. Константы скорости при
30
0
С и 3D
0
С соответственно равны 2,2
10
-
3
мин
-
1

и 4,1
10
-
3
мин
-
1
. Вычислить энергию
активации реакции и время, в течение которого при 40
0
С разложится 0%
пербората натрия.

7.

По данным предыдущей задачи 6 рассчитайте

Нº
,
S
с
º
(
при

С
o
=1 моль/л и
С
o
=1
моль/см
3
)

при темп
ературе
4
5
0
С
.


Сделайте вывод о типе реакции (быстрая,
нормальная, медленная).

8.

И
оны меди ускоряют реакцию восстановления железа(
III
) ионами
V
2+
:




Fe
3+
+
V
2+

=
Fe
2+
+
V
3+

Для реакции предложен следующий механизм:



V
2+

+Cu
2+

V
3+
+ Cu
+
(k
1
, k
-
1
)


Cu
+
+
Fe
3+



Cu
2+
+
Fe
2+

(
k
2
)

Используя метод квазистационарных концентраций по
Cu
+

найдит
е выражение для
скорости образования

Fe
2+
.

9.

Кинетика фотохимического хлорирования тетрахлорэтилена в растворе

C
2
Cl
4

описывается уравнением



Реакции цепная. Получите приведенное выше уравнение, если реакция идет по
следующей
схеме:



k
0


Cl
2

+



2Cl
·







k
-
1




Cl
·

+ C
2
Cl
4

C
2
Cl
5
·




k
2





C
2
Cl
5
·

+
Cl
2



C
2
Cl
6
+ Cl
·





k
3




C
2
Cl
5
·


+
C
2
Cl
5
·

C
2
Cl
6

+
C
2
Cl
4

10.
















1.

Разложение мочевины

в кислой среде

имеет первый порядок по мочевине в
избытке кислоты и воде:


H
2
NCONH
2

+ H
+

+ 2H
2
O = 2NH
4
+

+ HCO
3


При начальной концентрации мочевины равной 0,
2 М скорость реакции составляет
8,56*10
-
5

моль/(л
,
с) при
t

=61ºС, Определите константу скорости, концентрацию
реагента через D000 с, а также скорость реакции в этот момент,

Константа скорости первого порядка для суммарной реакции разложения
N
2
O
5

k =
4,3
10
13
exp (
-
24700
/
RT
) c
-
1
; [E
A
] = кал/моль.



Рассчитать:

а) время полураспада при
-
10
0
С;



б) время за которое реакция пройдет на 0% при D0
0
С.

2.42
. Изопропенилаллиловый эфир в первообразном состоянии изо
-
меризуется в
аллилацетон, и скорость реакци
и подчиняется уравнению первого порядка.
Зависимость скорости от температуры дается уравнением:


k = 1,86
10
11
exp (
-
122500

/RT), c
-
1
; [E]= Дж/моль.



Сколько времени потребуется при 1D0
0
С, чтобы парциальное давление
аллилацетона стало равным 300
мм, если реакция начинается при 760 мм. рт. ст.
исходного эфира.

2.43
. Некоторая реакция первого порядка имеет энергию активации 104,6 кДж/моль, а
величина предэкспонента в уравнении Аррениуса равна D
10
13
c
-
1
. При какой
температуре время полураспада для д
анной реакции будет равно: а) 1 мин, б) 30
дней.

2.44
. Суммарная реакция термического разложения бромистого этила


C
2
H
5
Br

=
C
2
H
4

+
HBr



подчиняется уравнению первого порядка, и удельная скорость реак
-
ции дает
ся
выражением: k = 3,8
10
14
exp (
-
54800
/
RT
), c
-
1
; [E] = кал/моль.



Определите температуру, при которой:


а) бромистый этил разлагается со скоростью 1% в секунду;


б) за один час разлагается 70% вещества .


1.6. ОТВЕТЫ.


1.6.1. Расчет констант скор
остей и текущих концентраций.


1.1.
642 Па/мин.;
1
.
2.
а) 6,2D; б) 14,3; в) 0;

1.4
. 0,01D с
-
1
;
1.5.
1·10
17

частиц/л;

1.6.
4,35
.
10
-
4

лет
-
1
;

1.7.

1,49
.
10
-
2

мин
-
1
;

1.8.
4,28·10
-
4
с
-
1
; 6,1·10
-
5
моль/(л
.
с);
1.9.
2,76
.
10
-
2

мин
-
1
;

1.10.

0,14 мин
-
1
;
1.12.
1,38

.
10
-
4
с
-
1
;



1.13.
9,94
.
10
-
5
с;
1.14.
4,D·10
-
3
день
-
1
, 32D,1 дня, 0,0047;
1.15.
2·10
-
3
;

1.16.

0,03D1 мин
-
1
;

1.17.
а) 3,D
.
10
-
5
моль/(л
.
с), в) 6,D8
.
10
3

с;
1.18.
3,87 г.
;

1.19.

5,57
.
10
-
3

мин
-
1
;
1.20.
5,39
.
10
-
5

мин.
-
1
, 4,27
.
10
4

мин.;
1.21.

D02 с ,
20 с;
1.22.

0,0D1 мин.
-
1
;
1.23.

14,6 %;

1.24.
7,77
.
10
-
6
с
-
1
;

1.25.

1.25
.
10
-
4

с
-
1
;
1.26.
0,138 мин
-
1
;

1.27.

0,0123 мин
-
1
;
1.28.
4,75
.
10
-
5
с
-
1
;

1.29.

31.D см
3
, 1,3
.
10
-
3
с
-
1

1.30.
4·10
4
Па; 2,03·10
4
Па, 1,D·10
-
3
с
-
1

1.31.
2,38

л/(моль
.
мин)

1.32.
0,032 л/(моль
.
мин);

1.33.

0,0617л/(моль
.
мин);
1.34.

0,083 л/(моль
.
мин);

1.35.

0,678 л/(моль
.
мин);
1.36.

1,6
.
10
-
3

л/(моль
.
с);
1.37.

а) D,0 мин, б) 0,347 мин, в) 7,366 мин;

1.38.
2,3
.
10
-
5

л/(моль
.
с), 4,6
.
10
4
с;
1.39.
0,19
л/(моль
.
мин);

1.

40.
0,7D4 л/(моль
.
час),130 час, 1300 час;

1. 41.

0,107 л/(моль
.
с), 7,33 мин.
1.42.
26,2 мин;
1.43. 7
,65
с;
1.44
.

31,D л/(моль
.
с);

1.45

а) 16,8 мин, б) 6,8 мин, в) D,04 мин;

1.

46.

3,74 л/(моль
.
с);
1.47.

1,03
.
10
-
4
с
-
1
;

1.48.

9,35
.
10
-
3

л/(моль
.
с);
1.49.

52
% ;

1.50.
30 мин;
1.51.

7,13 г/л;

1.52.

82,2 с;
1.53.

3,7Dмин;

1.54.

0,0D6D л/(моль
.
с);


1.55.

1,47 л/(моль
.
с);


1.56.
1,81 л/(моль
.
с);
1.57.

0,1D7 л/(моль
.
с);
1.58.

а)
2D% , б) 33,3%, в) 38%;
1.59.

1,02 л
2
/(моль
2.
с);

1.60.
86 л
2
/(моль
2.
мин).




1.6.2
Определение порядка реакции.

1.62.
1,523
.
10
-
2
л/(моль
.
с);
1.64.
6,5
.
10
-
5
л
1/2
/(моль
1/2
.
с);

1.65.

2,5
.
10
-
2

л/(моль
.
мин);
1.66.

1,86
.
10
-
3

(мм.рт.ст.)
-
1/2.
мин
-
1
;
1.6
7.

1,6
.
10
-
8

л/(моль
.
с);
1.68.

2
k

=4,4
.
10
-
2

л/(моль
.
мин), 0 мин;

1.69.

2
.
10
-
3

л/(моль
.
с);

1.70.
3,4 л/(моль
.
с);

1.71.

8,5
.
10
-
3

л/(моль
.
с);

1.72.

0,32 л/(моль
.
с), 0,17%;
1.73.
5,87
.
10
-
3

л/(моль
.
с);
1.74.

3,9
.
10
-
10

Па
-
2.
с
-
1
;

1.75.

2,2
.
10
-
6

Па
-
1/2.
с
-
1
;
1.76.

2,7
.
10
-
4

л/(моль
.
с);

1.7
7.

2,03
.
10
-
3

мин
-
1
;

1.78.

2,12 мин
-
1
;

1.79.
5,75
.
10
-
3

л/(моль
.
с);
1.80.

4,81
.
10
-
3

л/(моль
.
с);

1.81.
2
k

=2,4
.
10
10

л/(моль
.
с);

1.82.
0,046 мин
-
1
;


1.84.
6,7
.
10
-
2

мин
-
1
;
1.85
. 0,01D2 час
-
1

1.86.

2
k

=2,3
.
10
-
5
мм.рт.ст.
-
1.
мин.
-
1

1.87.
1,25
.
10
-
5

с
-
1
;

1.88.

0,02 мин
-
1
;
1.89.
0,421
.
10
-
3
с
-
1
;




1.90.
3D мин;
1.91.

1,645
.
10
-
3
мин
-
1
;

1.92.
4,19
.
10
-
4

мин
-
1
, 16DD мин;
1.93.

17,4 мм рт.ст./мин;

1.94.
0,68 Па
-
1
·с
-
1
;

1.98.
0,0383 л/(моль
.
с);

1.99.
10 л/(моль
.
мин);
1.100.

DD л/(моль
.
мин);

1.101.
2
.
10
-
3

(мм рт. ст.)
-
1.
мин
1
;


1.102.

7,51
.
10
-
3

мин.
-
1
;

1.103.

3,06
.
10
-
1

л/(моль
.
мин)

1.104.

0,0263 мин
-
1
;

1.105.

1,45
.
10
-
3

мин
-
1
;
1.106.
5,8
.
10
-
5
с
-
1

;

1.107.
20,2D л/(моль
.
мин);
1.108.
3,67 л/(моль
.
мин);

1.109
23,6 л/(моль.
.
мин);

1.110.
2D,3 л/(моль
.
мин);
1.111.

0,31
мин
-
1
;
1.112.

9,15
.
10
-
3

мин
-
1

;

1.113.
3,85
.
10
-
3

мин
-
1
;

1.114.

2,95
.
10
-
3

мин
-
1
;

1.11
5.
2,47
.
10
-
3

мин
-
1
;
1.116.

0,11 мм рт.ст.
.
с
-
1
;


1.117.
11,6 л/(моль
.
мин);
1
.
118.

6
.
10
-
4
с
-
1
;

1.119.

0,623 л/(моль
.
с);
1.120.

1,43
.
10
-
4
с
-
1
;



1.121.

0,013 мин.
-
1
;
1.122.

3,68
.
10
-
3

мин.
-
1
;

1.123.

0,0306 мин
-
1
.


k
1




2A =
X +2C


k
-
1






k
2


X +D →
Пр



Приложенные файлы

  • pdf 1155360
    Размер файла: 583 kB Загрузок: 2

Добавить комментарий