И.В. Кудряшов, Г.С. Каретников - Сборник примеров и задач по физической химии (1134495), страница 63
Текст из файла (страница 63)
Отсюда следует, что реакция имеет первый порядок. 14. При взаимодействии брома и этилового спирта были получены следующие данные: 1, мии сз моль/л с,, моль/л О 4 0,008! 4 0,00610 0,00424 0,00314 Определите порядок реакции. 358 Р е ш е н и е. Предположим, что реакция имеет второй порядок: 2,3 со л (ср л — х) й. 18 1 (са л — са Аз) се А (се А» '«) со л =1(ЧаС!О)е=-0,003230; со л = [КВт)з=0,003230; се л — се а =-0,000722; з ° з й= ' 18 2,3 2,508 10 * (0,003230 — 0,000560) 3,56 7,22 10 ' 3,230 10 в(0,002508 — 0,000560) =23,42 л.люль-'мии-', йз — 23 42' йз 23 30' йв — 23 52' йз 23 90' йз 23 80' й 23 80 Среднее значение 23,62 л моль-'мин-'. Как показывает вычисление констант й, реакция имеет второй порядок. 13, Для изучения кинетики реакции Р е ш е н и е. Определяем порядок реакции согласно уравнению !8 (5 сз/Л 1) 18 (Л сз/5 1) !8с,— 18сз 0,00814+0,00610 с, = ' =0,00712; О, 00424 + О, 00314 = 0,00369; 2 О, 00814 — О, 00610 О, 00424 — О, 00314 — !8 4 4 !8 О, 712 — !((О, 369 0,964 ж 1.
Следовательно, изучаемая реакция первого порядка. !5. Вычислите порядок реакции для стадии, определяющей скорость пиролиза диборана В,Н, (г) при 373 К из следующих данных по скорости увеличения давления в системе как функции концентрации диборана: св н ° 10з, моль л ...... 2,153 0,433 Скорость увеличении давлении 104, моль/(л ч).... 7,4 0,73 Р е ш е н и е. Запишем для реакции и-го порядка бс / дс — — =йсв; 18~ — — )=!бй+л1дс. 61 ~ 61 Откуда 18 ( — 6 с/б 1) — 18 ( — д с/6 1) ив 18 ст — 18 св Скорость увеличения давления пропорциональна с(с/т)!.
Тогда 187,4 — 180,73 3 и= =1,44 ж— 18 2,153 — 18 0,433 ' 2 16. При 298 К взаимодействуют эквивалентные количества иода и натриевой соли фенилпропиловой кислоты С,Н,С ССОО)з)а по уравнению С НзСмСООМа+1 — з СзНз! С =С(СООМа За ходом реакции следили по убыванию концентрации иода, оттитровывая его периодически раствором гипосульфита натрия. 359 Подставляем необходимые данные. Так как сзс/сз! =- то — средняя ско- рость реакции, то и концентрации с, и с, также необходимо взять средние: Были проведены два опыта и получены следующие результаты: оюьал г О 34,5 ольол г Время, с .......
0 29 Объем Ха,ззО,, нзрасходованный на тнтрованне 250 смз пробы, смз , . . . . . , 24,96 8 32 21,00 7,00 Определите порядок реакции и константу скоросги реакции. Р е ш е н и е. Поскольку реакция протекала между эквивалентными количествами исходных веществ и к концу обоих опытов концентрация иода уменьшилась ровно в 3 раза, порядок этой реакции можно определить по методу Оствальда —.Нойеса: Подставляя в это уравнение числовые значения, получаем )п (34,5!29) 0,0?54 н= +1= +1=2. 18(24,96!21,00) 0,0751 Таким образом, реакция между иодом и натрневой солью фенилпропиловой кислоты — реакция второго порядка. Рассчитываем константу скорости этой реакции по уравнению (ХХ! 20). Для первого опыта ! л =-— 29 16,64 = 2,756.10-', 24,96 8,32 Для второго опыта 1 з 345 14 =-2,761 10 з.
21 00 7,00 Полученные результаты подтверждают порядок реакции, так как совпадение значений констант полное. ЗАДАЧИ 360 1. Концентрация атомов трития в воздухе приблизительно 5 10-" моль?л. Период полураспада трития около 12 лет. Через сколько лет распадается 90 % трития, содержагцегося в воздухе? Пополнение содержания трития в воздухе за счет реакций синтеза не учитывать. 2. Раствор (20%-ный) тростникового сахара, имевший правое вращение 34,50', инвертируется в 0,5 н. молочной кислоте при 298 К.
Вращение раствора по истечении 1435 мин достигает +31,10', после 11 360 мин оно составляет +13,98' и, наконец, после полной инверсии равно — 10,77'. Раствор тростникового сахара вращает плоскость поляризации вправо, а смесь продуктов инверсии влево. Угол вращения в обоих случаях пропорционален концентрации растворенных веществ.
Реакция протекает по уравнению первого порядка, вычисли- те константу скорости инверсии и определите, сколько времени потребуется, чтобы инверсии подвергалось 90 % сахара. 3. Пероксид водорода в водном растворе разлагается по уравнению 2Н,О,-з-2НеО + О,.
Кинетику этой реакции исследовали титрованием проб одинакового объема перманганатом калия. Определите порядок реакции всеми возможными способами и вычислите среднее значение константы скорости этой реакции, пользуясь приведенными данными: Время от начала опыта, мнн 0 5 10 15 20 30 40 Объем 0,0015 Я КйбпОа нзрасходованный на тнтрованне 2 см' пробы, смз . . . 23,6 18,1 !4,8 12,1 9,4 5,8 3,7 4, При нагревании раствор дибромянтарной кислоты распадается на броммалеиновую кислоту и НВг по уравнению СООН вЂ” СНВг — СНВг — СООН вЂ” ~ СООНСН вЂ” СВгСООН -1-НВг При титровании раствора стандартным раствором щелочи через мин титр ее в объеме раствора изменялся следующим образом: 0 214 380 !2 !1 12,44 12,68 Г, мнв 1' см' 6.
Бимолекулярная реакция, для которой сл = св. протекает за 10 мин на 25 %. Сколько потребуется времени, чтобы реакция прошла на 50 о при той же температуре 7. Константа скорости рекомбинации ионов Н+ и ФГ- (фенилгликсинат) вмолекулеНФГ при 298,2 К равна й = 10"" с 'моль ' л.
Рассчитайте время, в течение которого реакция прошла на 99,999 %, если концентрации ионов Н+ = ФГ- =- 0,001 моль!л. 8. Скорость окисления бутилового спирта хлорноватистой кислотой не зависит от концентрации окисляемого вещества и пропорциональна нонцентрации НС10 во второй степени. Вычислите время, в течение которого реакция окисления бутилового спирта хлорноватистой кислотой пройдет На 90 % в растворе, содержащем 0,1 молыл НС!О и 1 моль!л спирта при 298,2 К. Константа скорости реакции при 298,2 К равна 24 мин 'моль.л-'. 9. Константа скорости реакции СНзСООС,На+ ХаОН вЂ” ~ СН„СООХа+ С Н ОН 361 Вычислите константу скорости реакции.
Через сколько времени ррзложится г?з дибромянтарной кислоты? 5. Определите порядок реакции А (г) — В (г) + С (г) + Р (г) по изменению давления в ходе реакции. Вычислите среднее значение константы скорости реакции (йг = сопз(, 298 К), если 0 65 130 199 41,6 54,5 63,7 74,2 были получены 6 миа Р (О-', Па 6 мии Р (О-а, П А мав Р !9-5 па следукицие данные: 0 3,95 6, (2 !0,08 (4,30 Ю,78 84,3 82,4 80,9 78,9 76,8 74,3 39,(8 36.38 49,50 60,87 68,65 7(,4 69,5 66,4 64,4 63,3 77,57 90,95 (03,58 ((9,00 (35,79 62,0 60,4 59,0 57,7 56,4 равна 5,4 мин 'моль 'л. Вычислите количество (%) эфира, которое прореагирует за 10 мин: !) если исходные концентрации щелочй и эфира 0,02 моль/л; 2) если концентрация щелочи 0,02 моль/л, а эфира 0,0! моль/л.
10. При определенной температуре 0,0! н. раствор уксусно-этилового эфира омыл яется 0,002 н. раствором МаОН за 23 мин на 10 %4. 'Через сколько минут он будет омылен до такой же степени 0,005 н. раствором ?)аОН, если реакция омыления эфира — реакция второго иорядка, а щелочи диссоциированы полностью? 11, Рассчитайте константу скорости (сма/(моль.с); л/(моль с) и л/(моль мин)1, если скорость реакции второго порядка 4,5. 10-т моль/(сма с) при концентрации одного реагента 1,5 10-а моль/л н другого 2,5 10-' моль/л.
12. Скорость реакции распада (А - продукт) подчиняется уравнению второго порядка — д [А) т)1 = й (А)а. При изучении изменения концентрации во времени получены следующие результаты: !(~(с),с ... 0 200 400 600 800 А (~(%), мг/сма (6,4 (5,0 (3,4 (2,8 ((,5 Для каждой пары точек рассчитайте константу скорости реакции вта!- рого порядка и оцените точность каждого определения. Какие из величин определены с наименьшей н какие с наибольшей точностью? !3.
В результате реакции формальдегида с пероксидом водорода образуется муравьиная кислота (реакция второго порядка): НСНО + + НаО, = НСООН + Н,О. Если смешать равные обьемы молярных растворов Н,О, и НСНО, то через 2 ч прн 333,2 К концентрация муравьиной кислоты становится равной 0,215 моль/л. Вычислите константу скорости реакции и определите, через сколько времени прореагирует 90 % исходных веществ. Сколько времени потребуется, чтобы реакция дошла до той же глубины, если исходные растворы НаО, и НСНО разбавить в 10 раз, а затем смешать. 14. Реакция димеризации бутадиена в газовой фазе — реакция второго порядка по бутадиену. Кинетика этого процесса может быть изучена при помощи измерения в определенные моменты времени давления' реагирующей системы при постоянном обаеме.
При 599,2 К для реакции димеризацни бутадиена по уравнению сн,— сн,— сн, ! Сн 2наС=НС вЂ” СН=СН вЂ” + СНа=С ! СН вЂ” СН Графически и аналитически вычислите константу скорости. '15. Окисление РеС! при помощи КС10, в присутствии НС! — реакция третьего порядка. Если время выражать в минутах, а концентрации — в моль/л, то константа скорости этой реакции равна приблизительно единице.
Вычислите концентрацию РеС1, через 1,5 ч после начала реакции, если начальные концентрации всех реагирующих веществ равны 0,2 моль/л. 16. Вещество А смешано в равных количествах с веществами В и С, со = 1 моль'л. По истечении 1000 с половина вещества А прореагировала. Определите количество вещества А, которое остается по истечении 2000 с, если соответствующая реакция: !) первого порядка; 2) второго порядка; 3) третьего порядка; 4) нулевого порядка. Какое количество вещества прореагирует за ! 000 с во всех случаях, если константа скорости реакции я = 1? 17.
Фенилдиазохлорид разлагается по уравнению С,Н,М,С! = Санас(+ )Ча При 323 К и начальной концентрации 1О г/л были получены следую- щие результаты: Вмделеио Хь сма (9,3 96,0 32,6 36,0 4(,3 45,0 46,5 48,3 50,4 58,3 Обработайте приведенные данные дифференциальным и интегральным методами и определите порядок и константу скорости реакции.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
