И.В. Кудряшов, Г.С. Каретников - Сборник примеров и задач по физической химии (1134495), страница 80
Текст из файла (страница 80)
Покажите, как связана «истинная» энергия активации гетерогенной реакции с теплотой адсорбции исходных веществ и чему равна теплота адсорбции активированного комплекса на катализаторе. 24. Разложение этилового спирта на катализаторе А1,0, протекает по уравнению СаН,ОН вЂ” С,Н, + Н,О. При 650 К эффективная константа скорости равна 0,234 с ', Зависимость константы скорости поверхностной реакции от температуры Выражается уравнением !и й == 6,06 — 4230/Т. Определите энергию активации поверхностной реакции н константу скорости диффузии. 25. Кинетика разложения муравьиной кислоты НСООН вЂ” Н,О + -г СО на различных катализаторах при 473 К характеризуется следующими данными: Катализатор......, Стекло Ап Аб Р! ЯЬ Энергия активации, кДж/моль 103 98 130 92 !46 Относительная скорость...
! 40 40 2000 10 000 нь мг/мин...., ., 3,7 7,4 11,3 !4,9 Масса катализатора, г.... 0,025 0,05 0,0625 0,10 Интенсивность встряхивания 600 качаний/мин. Определите, к какой области гидрирования относится протекающая реакция. 27. Зависимость скорости реакции гидрирования спирта в присутствии платинового катализатора в ледяной уксусной кислоте при 456 Скорости процесса отнесены к равным площадям поверхности катализатора. Объясните различие в скоростях. 26.
Олеиновая кислота, растворенная в уксусной кислоте в присутствии платинового катализатора при 320 К, гидрируется. Скорость гидрированпя в зависимости от массы катализатора изменяется следующим образом: интенсивном встряхивании (500 — 6(!О качаний/мин) при 290 К от массы катализатора имеет линейный характер, что свойственно кинетической области. На основании данных Масса катализатора, г . 0,03 0,06 0,06 0,09 0,15 0,23 0,30 0,40 0,50 м, смз/с,,,..., .
1,56 3,83 3,75 6,04 9,75 13,5 18,2 22,7 37 б выразите графически зависимость константы скорости реакции от мас- сы катализатора (в расчете на металлическую платину в граммах). Содержание Р1 в катализаторе 6 %. 28, Реакция С,Н,Вг — С,Н, + НВ/ при 693 К протекает на А(,Оа. Степень заполнения катализатора исходным веществом в зависимости от давления приведена ниже; Степень заполнения..., . 0,0715 0,1334 0,1876 0,278 Давление, мм рт. ст.... О! 0,2 О,з 0,4 Степень заполнения Давление, мм рт.
ст,... 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0,235 0,5 0,316 0,350 0,381 0,409 0,435 Рассчитайте эффективную и истинную константы скорости реакции, если продукты реакции не тормозят процесс. 29. В результате исследования кинетики гомомолекулярного обмена кислорода на оксиде гадолиния в интервале температур 78— 500 'С были определены константы скорости реакции при различных температурах: Т, К .. . . .
.. . 223 273 300 473 673 /г 10з, с ' . . ., . 0,177 0,0224 0,9055 4,48 27,16 и ....... 0,060 О,!52 0,272 0,331 0,392 у.!Ое ...... 66,7 55,0 41,7 42,8 40,2 и . .. .. , , . 0,423 0,482 0,542 0,995 1,464 у 10а . . .. . . 40,1 36,5 37,! 26,6 22,1 31. При дегидратации этилового спирта С,Н,ОН- С,Н, Р Н,О на катализаторе А!,О, при 653 К через каждые 3 мин измеряли рас. ход 75 %-ного водно-спиртового раствора п и объем образовавшегося газа У„в газовой бюретке: и.!Оз, ма .... 0,2 0,3! 0,41 0,62 0,82 У и'10а мз 6! 84,2 !07,5 !43 177 и !Ое, ма .. .
. !0,6 1,37 1,66 1,95 Уоп 10а, ма 218 263 283 302 457 Постройте график зависимости 1пй = /(1/Т), определите энергию активации в области температур 573 — 300 и 300 — 223 К. Объясните смысл отрицательной энергии активации. 30, Выведите уравнение для дегидратации этилового спирта (в потоке) над оксидом алюминия, которая протекает при 653,2 К, если Са 15-'.
доль!л в 10-', моль!(л с) г.к 1 1,5 25,5 42 48 288 298 303 25 40 26 34 30 26 23 23 26 25 26 20 19 21 26 15,3 !9,5 Сгзоз Со,оз 590 А+(+) — + Аадс, Аадс+( — ) — ь — Аадс, зз — Аадс — ь (+)+( — )+р. 458 Вычислите а и р в уравнении Фроста для данной реакции в указанных условиях, если обьем катализатора 15 ем*, температура опыта 293,2 К, барометрическое давление 99641,7 Па (747,5 мм рт.
ст.). 32. Реакция окисления тиосульфата пероксидом водорода катализируется ионом 1- и протекает по следующему механизму: 1 +Нзоз †"ь !О +Нзо 25зозз +!О +2Н+ — ь $аоз з+Нзо+1 Выведите кинетическое уравнение для этой реакции. Определите, во сколько раз изменится скорость реакции, если концентрацию увеличить в 3 раза. 33. Гомогенно-каталитическая реакция протекает по схеме з~ Оз Е+К ь ЕК -~' К+Р. В качестве катализатоРа использУетсЯ вещество (К[[С!(РКЬО)з!.
Определите эффективную константу скорости и энергию активации процесса, если Св = 1,5 моль1л, а концентрации катализатора и скорости реакций приведены в таблице: 34. Реакция дегидратации изопропнлового спирта протекает на алюмосилнкатном катализаторе по схеме: Здесь А — изопропиловый спирт; (+), ( — ) — положительные и от- рицателные адсорбционные центры иа поверхности катализатора. Оп- ределите скорость реакции, если /гз = 2,7 10-а молекул/активного центра, с Па; Р, „р„—— 0,01 Па.
,35. Реакция каталитического превращения бутилового эфира про текает по схеме: а, СНз ОС (СНз)з адс — + СНз ОНадс+з'-Са Нз адс -с н +сн он СН,ОСН,ад.+-С,Н„„, ! .С Н СН ОН вЂ” о[- .з Нз-1- Определите селективность катализатора относительно 1-С,Н,О, если скорость образования 1-Сз Н,о в 2 раза больше скорости образования 1-С,Н,. 36. При изучении реакции алкилирования бензола этиленом на бифункциональных катализаторах на основе цеолитов было показано: — сн — сн Сз На +Со Нз — ь Сз Нз — Са На+Со Нз — Сз Н з 1 — ь Сз Нз — Са На+Со Нз Определите селективность катализатора относительно С,Н,, если в результате конверсии С,Н, через 0,6 ч получено С4Н, — 8,7 % этилбензола — 1,6 %, анзор-бутилбензола — 48,7 %. 37.
При изучении каталитического окисления водорода на оксидных катализаторах были получены теплоты сорбции кислорода в зависимости от количества десорбированного кислорода: По полученным данным: построить: 1) график зависимости АН,д, - — — [(8), где 8 — степень заполнения; 2) график зависимости энергии активации каталитической реакции от степени заполнения, если Е„ р =- 1! кДж1моль при монослойном заполнении поверхности на Со,О,. 38. Используя теорию мультиплетов А. А. Баландина, определите энергию образования и распада мультиплетного комплекса, адсорбционного потенциала, энергию активации для реакции гидрирования связи С вЂ” С, С вЂ” Х над %-катализатором, если энергия связи!)н м = =229,4 кЛж; дс — м.
= 58,4 кЛж; дм — ю = 1!2,6 кЛж; зс — с = =- 344,4 кДж. Сравните эти энергии связи с приведенными в справочнике [М.). Продолжение а н а. ч В о. $'вг см' (количество адсорймроввниого Кг нв монослай) а, смн(г.с) т,к окснд 2,61 5,0 773 748 77З 0,161 О,!О7 0,173 О,З7 МпО МНОГОВАРИАНТНАЯ ЗАа(АЧА 2,61 5,0 0,259 О,або 0,458 798 823 848 МпО О,З4 !0,4 5,О 5,0 4,9, О,!40 0,275 0,396 Геа04 623 648 673 1,39 1,39 1,'З7 !О ~ РеО 10,4 4,9 5,0 5,2 673 7!3 748 О,З96 0,613 0,748 1,37 1,39 1,4З з 0,98 5,0 5,0 4,8 О,ОЗ7 0,075 о,! ! ! 7!З 748 773 2пО ОД9 ОД9 0,28 чно ой ~$ сс я во , см' (количества вдсорйнроавниаго Кг на монаслай) 0,98 4,9 5,2 4,8 798 823 773 0,195 0,372 о,'!!! 2пО 0,28 о,зо 0,28 Оксид т,к 12 а, смн(г.с) тю, ~ 7!3 773 4,О 4,О 4,0 О,ТЗ О,О8 О,О8 О,О8 О,ООО5 0,0016 0,0024 798 тю, 823 848 798 0,73 4,0 4,0 4,0 О,О8 О,О8 О.О8 0,0042 0,0061 О,'ОО24 Н,О, 7!3 748 773 ),зз 0,37 4,8 0,021 0,066 0,141 Н,О, 798 823 848 4,8 4,8 4,4 ),зз О,З7 0,294 0,456 0,597 0,35 ) о,! 0,164 0,250 СгаОа 623 648 67З !7 г/( л) = е" ( ХХЧ111.
1) СгаОа 673 7!З 748 0,26 0,27 0,27 4,7 4,8 4,8 0,250 0,504 0,695 !7 460 46! 39. При исследовании кинетики реакции синтеза аммиака на железе, нанесенном на алюмогель, получено, что максимальная удельная каталитическая активность имеет место при А!'.„= 6,1 ° 10", а максимальная общая активность при А(",„= 8,8.10". Определите число атомов, входящих в активный ансамбль, и число областей миграции При исследовании кинетики конверсии оксида углерода статически циркуляционным методом было получено кинетическое уравнение для скорости прямого процесса: оаа в (т! — а)в а й,= сев (1 — и) (Ч вЂ” и)— ) где и — скорость входа в циркуляционный контур парогазовой смеси, сма/(г.с); а — степень превращейия; т) — соотношение пар(газ в искомой смеси; )г! — константа равновесия.
Определите удельную каталитическую активность катализатора, энергию активации каталитической реакции. Постройте зависимость удельная каталитическая активность — порядковый номер металла оксида, если известно, что Г Л А В А ХХЧ111 КИИЕТИКА ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ Основные уравнения и символы [К., с. 602 — 625, Г., т. 2, с.
572 — 619! Количество электричества, необходимое для разложения 1 г-экв электролита, равное 96 450 Кл, называют постоянной Фарадея. Массу вещества т, подвергшегося разложению, выделившегося на электродах или образовавшегося в растворе в результате электролиза, вычисляют по уравнению где г — эквивалентная масса, г; ! — сила тока, А; ! — время, с; г -- постоянная Фарадея. 2,0!6 748 0,04 т = = 0,00336 г Н . 760.0,082 288 т 96540 0,00336.96540 1,08 А. 1,008. 300 (ХХЧ! ! 1. 2) и=а+5 !8(, т=в ! Г/Е. 65,38 х"= — =32,69 г. 2 /=2,5 10=2,5А ЗАДАЧИ С РЕШЕНИЯМИ и продолжительность электролиза /=25 60=!500с.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
