И.В. Кудряшов, Г.С. Каретников - Сборник примеров и задач по физической химии (1134495), страница 79
Текст из файла (страница 79)
(т.+ ы..) (Рн,о — -- 3212,63 Па — давление насыщенного пара воды при данной температуре.) Для данного опыта получим объем С,Н, при н.у. 30,3 10012-273 760.296 133,3 ЗАДАЧИ 1. Определите константу скорости реакции СН,Вг + К! = = СН,] + КВг в воде при 298 К, если предэкспоненциальный множитель 1,7 !О" смв/(моль с) и энергия активации 76,6 кДж/моль. 2.
Определите константу скорости реакции СН,Вг + К! == СН,1 в СНвОН при 298 К, если предэкспоненциальный'множитель 2,3 10" смв/(мволь с) и энергия активации 76,2 кДж/моль. Сопоставьте скорость реакции, протекающей в воде, если предэкспоненциальный множитель 1,7 1О'в смв)(моль.с) и энергия активации 76,6 кДж/моль, и в мета иоле. 3. Определите константу скорости реакции, протекающей по уравнению Св Нв (СНв)в Х+СНв 1 — в [Св Нв (СНв)в Х)++1- Св Нв ВГ СОО +Звовв + Свнв 5в Оэ СООв + ВГ если ионную силу раствора изменить от 0,0! до 0,04.
9. Константа скорости реакции между персульфатом натрия и иодом зависит от ионной силы следующим образом: . 0,00245 0,00365 0,00445 0,00645 0,00845 0,01124 . 1,05 1,12 1,16 1,18 1,26 1,39 1, моль/л л, л,~(моль с) Представьте эти данные графически, используя уравнение (ХХЧП.]), и рассчитайте глав. Какой заряд имеет ион персульфата, если стадией, контролирующей скорость реакции, является реакция 452 в нитробензоле, дихлорэтане и бензиловом спирте при 353 К, используя значения предэкспоненциальных множителей и энергий, активации из справочника [М.1.
В каком из растворителей реакция протекает с наибольшей скоростью? 4. На основании данных о скоростях омыления эфиров в водных растворах [М.1 сделайте вывод, омыление какого из эфиров при 323 К СН,СООС,Н, или СН,СООСвН-„или СН,СООС,Н,, происходит быстрее. В каком соотно!ненйи находятся константы скорости омыления этих эфиров? 5. Определите время полупревращения при омылении 0,05 М этилацетата при 298 К 0,05 М водным раствором [.[ОН на основании данных о константе скорости омыления [М.].
6. Определите время полупревращения при омылении этилацетата прн 298 К водным раствором 5]аОН, содержащим 5[аОН 0,0500; 0,0250 и 0,0125 моль/л и одинаковые концентрации этилацетата, Константы скорости возьмите из справочника [М.1. 7. Сопоставьте начальные скорости реакции омыления 0,05 М этилацетата при 298 К 0,05 М водными растворами !.]ОН, [ЧаОН и КОН.
8. Определите, во сколько раз изменится константа скорости реакции между ионами персульфата и иода? Объясните, почему произведение зарядов гдгв не равно целому числу. !О. При изучении кинетики реакции Со (ХНв)в Ховв'+ОН- — + Со (ХНв)в ОН"++Хов получено, что при ионной силе раствора 5,61 константа скорости этой реакции равна 5,164 10-'. Определите константу скорости этой реакции при ионной силе, равной нулю. 11, Какое влияние на скорость реакций Зв Ов в+21 — + 1в+250в Со (ХНв)в Вгв++Хов — + Со (ХНв)в Хов++Вг СН Вг+2 Н О вЂ” СН ОН+Н О++В— СНвВГ+ОН + СНвОН+ВГ окажет повышение: а) диэлектрической проницаемости; б) ионной силы раствора; в) гидростатического давления. Определите знак энтропии для каждой реакции.
12. Рассчитайте электростатический вклад в Лб~, ЬН~ и ТЬ5+ (кДжlмоль), если ЕдЯв = — 2; е = 80; (д1п е)дТ)л =- — 0,0046; в[ха = 25 нм, при Т = 298 К. 13. Константа скорости реакции гидролиза диазоуксусного'эфира х,сн соос,н,+н,о — ~ носн, соос,н,+х, изменяется с концентрацией ионов Н! следующим образом: 0,00158 0,00323 0,0578 0,1218 0,00087 0,0320 Нвов, моль)л ., 0,00046 )в, л)(моль с) ..
0,0168 Представьте эти данные графически и определите константу катализа реакции ионами водорода йнв. 14. Реакция мутаротации глюкозы имеет первый порядок по концентрации глюкозы и катализуется кислотами (А) и основаниями (В). Константу скорости первого порядка можно выразить с помощью уравнения такого же типа, какие встречаются для реакций, протекающих по параллельным путям: ь = ьв л-Фи+ [н']+ьл [А]+ьв [В] 0,020 0,105 0,199 1,36 1,40 1,46 СНвООН, моль!л )в 1Ов, мии Рассчитайте йв и йл.
Член, содержащий йн,, при этих условиях пренебрежимо мал. 453 где й, — константа скорости первого порядка в отсутствие каких- либо кислот и оснований (кроме воды). Для этой реакции при 291 К в среде, содержащей 0,02 моль!л ацетата натрия и различные концентрации уксусной кислоты, получены следующие данные: сн „, моль/л /(, л/(моль с) 0,00046 0,00087 0,00158 О,О! 68 0,0329 0,0578 0,00323 О,!2!8 а (о, л/(моль с] а.(е . н/(моль.с) к, Катализатор Катализатор 1,01 10-а 5,9 5,7. !О-а 6,7 !Π— а 1,4! 10-а 1,54 1Π— ' а-Хлорпропиоио- вая кислота Уксусная кислота Пропиоиовая кис- лота Триметилуксусиии кислота Дихлоруксусивя кислота и, 8-Дибромпропи- оиовая кислота Моиохлоруксус- иая кислота Гликолеввя кисло- та 2,4 1,7 1,75.!О 1,34 1О-а 63 9,1 10 1,9 8,4 Ион Ион к.
Гилроксил Триметилацетат Пропиоивт Ацетвт Феиилацетвт 1 ° 10а 0,822 О, 649 0,504 0.232 1,1 10-(а 9,410 а 1,410 а 1,0 !0-а 53 10-1 Беизоат Формиат Моиохлорацетвт о-Нитробеизоат Дихлорацетат 0.189 0,082 О,О!6 0,0042 0,0007 6510 а 2,110 а 1,4.10 а 7 3.!О-а 5'0 !О-а 1/аО+ННа — е — + ННаО+1/,На 454 15. Константа скорости реакции гидролиза диазоуксусного эфира изменяется с концентрацией ионов Н+ следующим образом: (реакция по эфиру имеет первый порядок). Определите среднюю константу скорости катализа ионами Н+.
16. Мутаротация глюкозы катализируется кислотами и основаниями и имеет первый порядок по концентрации глюкозы. Если в качестве катализатора используется хлорная кислота, то концентрацию ионов Н+ можно считать равной концентрации хлорной кислоты, а влияние перхлорат-иона можно не учитывать, так как он является очень слабым основанием. Были получены следующие значения констант скорости первого порядка: !НС1041, моль/л ...
0,00!О 0,048 0,0099 0,0192 0,0300 0,040 Ь 10 а, мии-' .. . .. 1,25 1,38 1,53 1,90 2,15 2,59 Определите константы йо и йнт 17. Приготовлен раствор, содержащий'0,8 моль/л уксусной кислоты и 0,3 моль л ацегата натрия. Константа диссоциации уксусной кислоты 1,8 10-', а показатель степени а в уравнении Бренстеда для реакции кислотного катализа равен 0,9. Рассчитайте глубину реакции в процентах по ионам водорода, уксусной кислоте и воде. 18. Ниже приведены значения констант диссоциации кислот и каталитических констант для реакции разложения нитроамнда некоторыми основными ионами. Представьте эти данные графически таким образом, чтобы показать применимость соотношения Бренстеда, и определите константы уравнения.
19. Реакция между ацетоном и иодом протекает согласно урав- нению СН,СОСН,-1-1, СН,СОСН,1+Н! Реакция может рассматриваться как идущая через предварительную енолизацию ацетона ОН ! СНаСОСНа — + СНа — С=СНа с последующим присоединением иода и отцеплением молекулы иодида. водорода: ОН ОН 1 СНн — С=-СН -1-1 — т СНа — С вЂ” СНа! — ь СНа СОСН~ 1+Н1 1 1 Подтверждением этого механизма служит то, что скорость реакции не зависит от концентрации иода и не изменяется при замене иода на бром. Поэтому енолизация является стадией, определяющей скорость реакции, а последующее присоединение галогена происходит в быстрой стадии.
Используя константы скорости иодирования ацетона, приведенные в таблице рассчитайте усредненные коэффициенты в уравнении Бренстеда н каталитические константы всех кислот. 20. Для реакции иодирования ацетона в присутствии кислот, у которых р = (/ = 1 ((7 — число положений в катализирующем основании, способном присоединять протон, а р — число протонов, способных отцепляться в сопряженной основанию кислоте), уравнение Бренстеда имеет вид: й = 7,90 10-'К,'"'. Рассчитайте каталитическую константу скорости й в присутствии монохлоруксусной кислоты и сравните ее с опытной й„, =- 34 л/(моль с).
Константа днссоциации монохлоруксусной кислоты К, = 1,41.10 '. 21. Во сколько раз увеличится скорость (воображаемой) газовой реакции прн 400 К, если в кинетическую систему ввести твердый катализатор. Энергия активации реакции без катализатора Е„ равна 29 824 Дж/моль, а с катализатором (Е„ ,) — 26 000 Дж)моль. Предэкспоненциальные множители уравнения Аррениуса в обоих случаях одинаковы. йат = йв, 22.
Каталитический обмен между дейтерием и аммиаком идет по уравнению реакции Ниже приведены значения энергии активации реакции на разных катализаторах и работы выхода электрона из металла-катализатора: Ы! Рб Ре Аб Со Металл Энергии активации Е„ кДж/моль Работа выхода электрона нз металла 9, кДж/моль . 21,6 39,0 38,0 51,0 60,0 58,0 5!8 483 481 456 438 437 Выведите уравнение, связывающее энергию активации приведенной реакции с работой выхода электрона из металла, и покажите, во сколько раз изменяется скорость реакции на приведенных металлах по сравнению с платиной. Предэкспоненциальный множитель уравнения Аррениуса для всех металлов одинаков. 23. Реакция разложения аммиака 2)х)Нз — (х)а -н ЗН, без катализатора протекает с энергией активации Е, =- 326 кДж/моль, а при той же температуре на катализаторах ук', Мо, Ре, Оз с энергиями активации Еьт =- 163 кДж/моль, Ем, = — 121,3 кДж/моль, Еге =— — — !25,5 кДж/моль и Ео, — 197 кДж/моль.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
