И.В. Кудряшов, Г.С. Каретников - Сборник примеров и задач по физической химии (1134495), страница 64
Текст из файла (страница 64)
18. Реакция разложения аммиака на горячей вольфрамовой проволоке протекает по стехиомегрическому уравнению 21ЧН а = 5)а + ЗН,. Во время реакции в различные моменты времени давление повышалось следующим образом: Повышение давлеиая, Па .. (466,3 2945,9 5865,2 8837,8 ! (7(7,0 (4663,0 58 7,6 3,7 (,7 Ра, мм рт. ст. !!/ мни Определите порядок и константу скорости 'реакции. Выразите эти результаты графически и определите по графику порядок реакции. Если начальное давление равнялось 200 мм рт. ст., рассчитайте константу скорости (концентрации выразите через давление в Па) и укажите размерность константы скорости.
!9. Исследовали кинетику каталитического распада аммиака на простые вещества при 1373 К. Время, необходимое для разложения половины всего количества аммиака (причем вначале азот и водород отсутствуют), зависит от начального давления аммиака следующим образом: Г, мнн Р.10-г, Па 0 5 0,965 0,900 10 0„829 15 21 0,779 0,735 Определите порядок реакции ()( = сопв1). 22. Определите порядок для реакции конверсии пара-водорода в орто-водород при 923 К, пользуясь зависимостью между временем полупревращения и давлением. Давление Р и время полупревращения нара-водорода в оргло-водород при 923 К следующие: Р 10-', Па... 0,067 0,133 0,267 0,533 Г...
с ..., .. 648 450 318 222 23. Определите порядок реакции разложения окиси этилена СНт СНт (г) СН4 (г) + СО (г) ~о' и вычислите константу скорости (К = сопв1), если при 687,7 К общее давление реакционной смеси изменяется со временем следующим образом: 12 18 0,178 0,188 присутствии соля- Г мни.....
0 4 7 9 Р 10-а, Па .. ° 0 155 0 163 0 168 0 172 24. Скорость инверсии тростникового сахара в ной кислоты изменялась следующим образом: Время, с..., 0 1035 3113 4857 9231 а, град .... 11,20 10 35 8,87 7,64 5,19 Время, с.... 32640 76969 а, град,... — 1,10 — 3.26 — 3,37 12834 18520 26320 3,6! 1,60 — 0,16 Определите порядок реакции и константу скорости. 25. При 583,2 К АЗН, (г) разлагается с образованием твердого мышьяка и газообразного водорода. Во время реакции давление изменялось следующим образом (давление паров мышьяка во внимание не принимается): 5,5 6,5 8 1,074 1,091 1,114 Г, ч...., . 0 Р 10-5 Па...
0,978 20. Определите порядок реакции 2СО = СО, + С прк 583,2 К, если давление за 30 мин уменьшилось с 1,049.104 до 0,924 104 Па, а затем за тот же промежуток времени с 0,714 1О' до 0,624. 1О' Па (1( = = сопв(). 21. При взаимодействии эквивалентных количеств оксида углерода (П) и хлора согласно уравнению СО + С1,— СОС!, при 300 К в присутствии катализатора наблюдалось следующее уменьшение общего давления системы: Определите порядок реакции разложения АвНа (г) и вычислите константу скорости (1( = сопв1). 26. Монохлоруксусная кислота при 298 К взаимодействует с водой (вода в большом избытке): СН С1СО ОН+ Н,О = СН (ОН) СООН + НС! За ходом реакции следили посредством отбора проб, которые оттитровывали щелочью.
Результаты тнтрования проб одинакового объема раствором щелочи: 780 2070 16,4 20,5 о ею 12,9 15,8 С мни У, см' Определите порядок реакции, вычислите константу скорости и рассчитайте, сколько времени после начала реакции необходимо, чтобы все три кислоты присутствовали в эквивалентных количествах. 27. Реакция гидролиза метилуксусного эфира протекает по урав- нению сн,соосн,+ н,о = сн,соон+ сн,он Кинетику этой реакции исследовали титрованием проб смеси одинако- вого объема щелочью. Определите порядок реакции всеми возможными способами и вычислите среднее значение константы скорости этой реакции на основании следующих данных: Время от начала опыта, мни 0 30 60 90 120 150 Объем 0,05 н.
щелочи, нарас. ходоаанный иа тнтронанне 2 см' пробы, смг . . . . . 12,70 13,81 16,73 15,52 16,80 20,22 28. Восстановление оксида азота (П) водородом протекает при 298 К по стехиометрическому уравнению 2ХО+ 2На -~ Хг+ 2Нео 7 0,00550 25 0,00254 3 5 0,00740 0,00634 10 15 0,00464 0,00363 г, мин сн,он, г-ани(л г, мии . см он, г.анн(л Если исходные газы взяты в эквивалентных количествах при 0,454 104 Па, то давление их уменьшилось вдвое в течение Р32 с, если же начальное давление было 0,384 ! 0' Па, то оно уменьшилось вдвое по истечении 140 с. Определите порядок реакции (1( = сопв1), пользуясь зависимостью между временем расхода половины исходного вещества н начальной концентрацией. 29.
Реакция омыления метилуксусного эфира щелочью при 298 К протекает по уравнению СНаСООСН + ХаОН = СНаСООХа+ СНаОН Для этой реакции при 298 К получены следующие результаты: М ваРи. 'вата прими, мии Разтиатат иоитрозн за ходом Реакции т,к Рааивии 2МС1 (ж)-+Ма+ 3С1з 4 6 32 а — объем Мз 1О-а, м'! С!з поглощеется 2НАС!з + НСООМв — +НязС1а -1- МвС1+ НС1+ СОз 298,2 а — концентрация НизС1а, моль!л; Ь вЂ” концентрация НСООМа, моль/л С,Н,С ип ССООМ в+ 1,. — +СзНа!С = С1СООМа Исходные концентрвцнн зквнвнлентны: а — объем 0,1 п.
МнзЗзОз, нерасходованный яв тнтровзнве 25 1О ' мз пробы, смз йн — ойзА 298,2 а — объем газа Нн 10 а мз 2СзНзОН+ 2Вг— — аСНРСООСзНз+ 4Н В г Спирт в большом избытке а — концентрация брома !Оз, моль!л 2НзОз Оз+2НзО В водном раствоРе: а — объем КМпОз, нзрзсходоввпный нз тнтрованне пробы.10-а, ма 303,2 0 11,5 27,1 42,6 23,89 ! 9,30 14,50 10,95 а .4,52 7,80 14,19 20,05 МНОГОВАРИАНТНАЯ ЗАДАЧА КзЗзОа+ 2К1 — г2Кз50а+ !з а — объем 0,01 и. МвзЗзОз, нзрвсходоввннмй нв тнтро. ванне 25 1О-а мз пробы, смз 9 16 52 со 298,2 Исходные концентрации щелочи и эфира одинаковы и равны 0,01 г-экв!л. Определите порядок реакции омыления эфира и усредненную константу скорости. 30. Реакция омыления этилуксусного эфира щелочью при 298 К протекает по уравнению СНзСООСзНз+МзОН =СНзСООМз-1-СзНзОН Кинетику этой реакции исследовали титрованием проб смеси одинакового объема кислотой.
Определите порядок реакции всеми возможными способами и вычислите среднее значение константы скорости этой реакции на основании следующих данных: Г,мнн...., ... 0 4,9 10,4 28,2 Объем 0,01 н. НС1, нзрасхоловвнныа на тнтроввнне 0,1 смз смеси, смз . . . . . . . 61,95 50,59 42,40 29,35 14,9 31. В некоторой реакции при изменении начальной концентрации от 0,502 до 1,007 моль!л период полураспада уменьшается от 51 до 25 с. Вычислите порядок этой реакции и константу скорости. 32. Реакция разложения пентаоксида азота протекает по уравнению Р(зОз -0,50, + )ч(зОа. Кинетику этого процесса изучали при помощи измерения в определенные моменты времени давления реагирующей системы при постоянном объеме.
При 328,1 К для этой реакции были получены следующие данные: Г мнн.......... 3 4 5 6 7 3 9 10 Увеличение давления 1О-з, Па 8,7 12,7 15,5 18,1 20,1 22,4 24,4 26,3 1, мнн........, . 12 14 16 18 22 26 30 38 Увеличение давления 10-з, Пз 29,1 31,4 33,6 35,5 38,5 39,9 41,2 42,6 Вычислите порядок этой реакции, среднее значение константы ско рости реакции и период полураспада. ЗЗ. Константа скорости реакции, имеющей порядок з/з при 303 К, равна 3,0 !О ' ли моль-'4 с-'.
Определите константу скорости: а) в (см')И.мольк.мин-' и б) в (смз)И молекула/ ° с-'. Рассчитайте начальную скорость расходования и время полураспада в секундах для начальной концентрации вещества с = 0,042 моль!л. Определите время, за которое концентрация реагирующего вещества достигает 0,002 моль!л. 34. Реакция разложения некоторого газа подчиняется уравнению порядка з/з; в начале опыта концентрация реагента была 5,2 10 ' моль!л. Если 55 % его прореагирует за 50 мин, то какова будет размерность константы скорости? Определите порядок и константу скорости реакции, протекающей при заданной температуре Т, К, пользуясь данными о ходе процесса во времени 1 (с начала реакции).
0 3 0 3 0 0 2,2 0 29 0 0 70 110 140 165 ЮО 250 360 450 600 750 0 4 6 !О 15 0 4 1О 15 п !О 13 26 28,5 а Ь О,! 034 О, 1734 О, 0679 0,0503 О, 1734 0,03!6 0,1028 1,0227 0,9579 0,1028 0,3790 0,3279 24,29 8,32 21,00 0,102 0,062 0,044 0,033 0,025 0,019 0,016 0,007 0,003 0,002 0,000 4,24 3,!4 2,49 2,24 1,78 8,14 6,!0 4,45 3,73 Время, мии Юо вари- анта у. к Реаицма 7/родолясение табл.
Результат иоитрола зе ходом рва яцик ГЛАВА ХХП 'СЛОЖНЫЕ РЕАКЦИИ 313,2 20 40 60 80 100 !О 30 оз 1 1,4 19,9 23,9 27,2 29,5 34,75 3,3 8,1 15,6 Раствор ]Чзоз в СС), разлагается выделением Оз; а — объем Оь смз Нзоз в присутствии коллондальиой платины разлагается с выделением Оз., а — объем Оь смз 0 178 273 53! 866 !5!О 1918 2401 СНзСООСзН4+ НаОН = = СНзСООНа + С,НзОН а и Ь вЂ” начальные коицентрацин СНзСООС4Н, и НаОН моль/л; ив убыль исходных веществ, моль/л 1О 291,2 (ХХ11.
2) Сзз Назон+ Нзо = = СеН,зое-]- СеН„Оо с — концентрация сахара в данный момент, моль/л; со — начальная концеитрация— 0,65 моль/л 0 1435 4315 7070 14 360 14 170 16935 19 815 29 925 298, 2 12 СНзСООСаНз+ ]ЧаОН = = СзНзСООЫа ч- СзНеОН а=Ь начальные концентрации СНзСООСзНз и )ЧаОН, моль/л; ив убыль исходных веществ, моль/л 293,7 о 300 900 1380 2100 3300 7200 13 ]ЧзОз онзО4 + Уз О о . †концентрац азов моль/л 298, 2 0 184 3!9 526 867 1198 !877 2315 3144 (ххн.7) 369 а — х Ь вЂ” х 0,00980 0,00486 0,00892 0,00398 0,00864 0,00370 0,00792 0,00297 0,00724 0,00230 0,00646 0,00151 0,00603 0,00109 0,00574 0,00080 се/с 1 1,081 1,266 1,464 1,830 2,117 2,466 2,857 4,962 0,0200 0,0128 0,00766 0,00540 0,00422 0,00289 0,00138 а 2,33 2,08 1,91 1,67 1,36 1,11 0,72 0,55 0,34 Основные уравнения н символы [К., с.
637 — 643; Г., т. 2, с. 27 — 38~ В гл. ХХ) были рассмотрены только простые кинетические реакции, в которых реагенты переходили непосредственно в продукты. Однако чаще встречаются реакции, протекающие более чем в одну стадию. Ь Для мономолекулярных обратимых реакций типа А — В диффе- 'Ь, ренциальные формы кинетического уравнения: дх =Ь, ([А)е — х) — Ь 4 ([В),+х), (ХХ11. 1) б! бА 4] ! = — ь,[А]+ь, [в1. При равновесии — =- О, и если при ] = 0 1В1 = О, то б (А] б! [В)раем Ь! = — =К, (ХХ1!.3) Р[раиа [В[раа44=Р]о Р[ряаи (ХХ!!. 4) (ХХ1!.5) Ьз+Ь 4 где [А], [В] — текущие концентрации веществ А и В; [А]„— концентрация А при / = — 0; и Аз й,— константы скорости прямой и обратной реакций; [А]р„и и [В[р„,„— концентрации А и В при равновесии; К вЂ” константа равновесия. Интегральные формы кинетического уравнения; 2 3 аз[А]о Ь-4[в)о (ХХН.6) ьз([А)о — х) — ь; ИВ[о+ ) 2,3 ! аз[А)о — Ь-4[В)о (ХХ11.6а) Аз[А! — Ь,[В] При условии, что в момент времени / = 0 1В1, .= О, 2 3 [А[о — ]А]роми Ьз+Ь 4= — ' 18 [А! ]А[рази Для мономолекулярных параллельных реакций типа -'-ов(1) ~ — оС(2) а, (ХХ!1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
