Методичка Ермолаевой с условием ДЗ по химии (PDF) (967443), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Химическая кинетикаВ задачах (581-595) для данной химической реакции при заданных температуреТ, порядке реакции n, начальных концентрациях реагентов С 0, времениполупревращения  ½ определите время, за которое прореагирует указанная доляисходного вещества .№п/п581582583584585586587588589590591592593594595 ½,РеакцияnT, KSO 2 Cl 2  SO 2 + Cl 2АB+DAB+D2 NH 3  N 2 + 3 H 2C 2 H 6  C 2 H 4+ H 22АB+DRBr + OH -  ROH + Br A+BDC 2 H 6  C 2 H 4+ H 22 HI  H 2 + I 2H2O2 H2O +½O2C 2 H 5 Cl  C 2 H 4 + HClHCOOH CO 2 + H 2HBr + O 2  HO 2 + Br2 HI  H 2 + I 2111012221211122593 577,6 мин.600462 мин.32310 мин.112917,25 ч85623,9 мин.298 179,2 мин.293 78,25 мин.29325,4 мин.823462 мин.700 137,74 мин.29313,6 мин.8738,7 мин.41321 мин.7002c680 175,4 мин.С 0,моль/л0,60,40,20,20,40,10,10,20,30,10,30,50,20,10,2, %В607090309540607090659996909960задачах(596610)дляреакцииnгопорядкарассчитайте концентрацию исходных веществ С 2 через некоторое время t 2 от началареакции, если известно, что при начальных концентрациях реагентов С0 принекоторой температуре за время t 1 концентрация исходного вещества стала С 1.№п/п596597598599Реакцияn2 А B + DА B + D2 NH 3  N2 + 3 H 2А+BD +F2102С0,t1 ,С1,моль /л мин.

Моль /л0,176,80,060,250,140,13000,0710,51200,215t 2,мин.1001050018021600H2O2  H2O + ½ O2601АB602HCOOH CO 2 + H 2603 C 2 H 5 Cl  C 2 H 4 + HCl6042 HI  H 2 + I 2605 SO 2 Cl 2  SO 2 + Cl 2606 C 2 H 6  C 2 H 4 + H 2607А B + D608А+BD +F6092 NO 2  2NO + O 2610 2 NOBr  2 NO + Br 2111121112220,40,10,20,40,20,40,50,20,50,40,213,6101,251550200503001402000,10,20,010,10,20,120,30,40,080,20,150,0580303301006001506002504000,5В задачах (611-630) по известным экспериментальным данным, приведенным втаблице (n  порядок реакции; Ea  энергия активации; k0  предэкспоненциальныймножитель в уравнении Аррениуса kT = k0 exp(- Ea/RT); Т1 и Т2  начальная иконечная температура; С  исходная концентрация вещества), рассчитайтеконстанты скорости реакции при температуре Т1 и Т2 и определите скорость реакциив некоторый момент времени, когда прореагировало некоторая доля исходноговещества .k0T1, T2, ,К К %C2H5Cl  C2H4 + HClC,Ea,n моль /л кДж/моль12247,54104400 500 50612HI + CH3I  CH4 + I22214021014 400 700 606132NO + Br2  2NOBr315,44 2,71010 300 350 70614N2O4  2NO21254,46152NO2  2NO + O2211136162293,6 3,51011 300 500 50617C6H5ONa+C3H7IC6H5OC3H7 + NaI2N2O5  2N2O4 + O212103,5 4,61013 300 500 70618H2 + C2H4  C2H621180,5 41013 300 600 50619H2 + I2  2HI21165,5 1,61014 400 600 606202HI  H2 + I221186,4 9,21013 500 300 80621 C2H5Br  C2H4 + HBr 12218 7,21012 300 400 40622141,8 1,61015 500 650 70№п/пРеакция611H2 + ICl HI + HCl21016400 500 4091012 200 300 60226232NO + Cl2  2NOCl3115,5 4,6109 300 400 40624CO2 + OH  HCO32138,2 1,51013 300 350 60625C2H5ONa + CH3I C2H5OCH3 + NaI2181,5 2,41011 300 450 506262O3  3O221117,9 6,31018 300 500 70627C2H4+ H2  C2H62218041013 150 200 50628 HI + C2H5I  C2H6 + I2 2212451013 250 400 30629 NO + Br2  NOBr + Br 229541012 200 350 7022484104630C2H5Cl  C2H4 + HCl1300 500 80В задачах ( 631 – 640) определите скорость газофазной реакции по каждомукомпоненту, если известна скорость образования r какого-либо продукта.№РеакцияПродуктr,№РеакцияПродуктr,п/пмоль/л.с п/пмоль/л.с-4631 2А  2В+СВВ6,6  10 6362 А В2,4  10-3632 А + В  ССС4,4  10-6 637 3 А В + С8,0  10-1633ВСА  2В2,6  10-2 638 2 А + В С1,2  10-5634 3А 2В + СС1,8639 А + В 2 СС4,0635В20640 А + В С + DDА В3,1  10-2В задачах (641 – 650) для данной химической реакции рассчитайте скоростьреакции r2 при указанной концентрации С2 одного из компонентов, если известныначальные концентрации реагентов С0 и скорость реакции r1 при известнойконцентрации одного из компонентов С1.№РеакцияС0,С2 ,r1, моль/(лс);п/пмоль/лмоль/лС 1, моль/л-3641С0, А = 5,0С2,D = 3,0А+ВDr1 =2,010С0, В = 7,0С1, А = 2,0642С0, А = 2,0С2,А = 1,02А 2В + Dr1 =1,810-4С1,D = 0,5643С0, А = 10,0С2,D = 2,0А В + Dr1 =2,110-6С1,В = 4,0644С0, А = 4,0r1 =4,2С2,D = 1,03А 2В + DС1,В = 1,0645С0, А = 6,0С2,B = 12,0А+2ВDr1 =1,410-8С0, В = 18,0С1,В =1,0646С0, А = 0,8С2,B = 0,42А + В  Dr1 =6,810-3С0, В = 0,6С1,А = 0,6236472А + В  D6482 А ВС0, А = 1,6С0, В = 1,6С0, А = 4,26492А  2В+DС0, А = 3,5650АВС0, А= 110-2r1 =4,110-2С1 ,В = 1,6r1 =2,0С1,В =1,8r1 =4,110-1С1, D = 1,0r1 =6,310-2С1, В = 510-3С2,D = 1,2С2,А = 3,0С2, А = 2,1С2, А=2,110-3В задачах ( 651 –660) определите, во сколько раз увеличилась константаскорости второй реакции при нагревании от Т1 до Т2 , если дано соотношениеэнергий активации первой и второй реакций ( Е1/Е2) и известно, что при нагреванииот Т1 до Т2 К константа скорости первой реакции увеличилась в а раз.№п/п651652653654655Е1/Е2аТ1, К Т2, К2,00,53,04,50,110,05,06,012,03,5300300400400100400400500500200№ Е1/Е 2п/п656 6,5657 0.3658 5.1659 0.2660 3.5а6,52,54,03,56,0Т1, К Т2, К150250450300200250350550400300В задачах (661 – 670) рассчитайте для реакции второго порядка А + В  Dпри известных начальных концентрациях реагентов С0 константу скорости реакциии время полупревращения  ½ обоих веществ, если известно ,что через некотороевремя t концентрация вещества А уменьшилась до значения СА.№п/пС0 ,моль/лАt, мин.СА,№моль/л п/пВ661 0,06 0,08662 0,1 0,1663 1,2 0,7664 0,4 0,6665 1,52С0 ,моль/лА605030100700,030,020,90,10,9t, мин.СА ,моль/л10154035201,50,0350,151,10,6В666 2,0 3,0667 0,04 0,03668 0,3 0,5669 2,5 1,1670 1,1 1,524Примеры решения задачРаздел «Строение вещества (атом, молекула, кристалл)Пример 1.Используя метод молекулярных орбиталей, объясните различные значения энергиии длины связи в частицах F2 и F2+Частица Е св, кДж/мольd св109, мF2159141+F2323133РешениеПроцесс образования частицы F2 можно представить записью:F [1s22s22p5] + F [1s22s22p5] →F2 [σ(1s)2 σ*(1s)2 σ(2s)2 σ*(2s)2 σ(2px)2π(2py)2π(2pz)2 π *(2py)2 π *(2pz)2].Перекрывание 1s- атомных орбиталей приводит к заполнению σ(1s) - связывающейи σ*(1s)- разрыхляющей молекулярных орбиталей двумя электронами сантипараллельными спинами и не изменяет энергию связывающихся атомов и вдальнейшем может не учитываться.

В молекуле F2 имеется избыток двухсвязывающих электронов, что соответствует одинарной связи или порядку связи n,равному единице, который для двухатомной частицы рассчитывается по формуле:N  N * 10  8==1, где N – количество связывающих электронов, N* - количествоn22разрыхляющих электронов.Все электроны в молекуле F2 спарены (спины электронов на отдельныхмолекулярных орбиталях параллельны) и частица не обладает магнитнымисвойствами (диамагнитна).На рис.1 представлена энергетическая диаграмма образования молекулы F2.Процесс образования частицы F2+ можно представить записью:F [К2s22p5] + F+ [К2s22p4] →F2+ [ККσ(2s)2 σ*(2s)2 σ(2px)2π(2py)2π(2pz)2 π *(2py)2 π *(2pz)1].В молекулярном ионе F2+ имеется избыток трех связывающих электронов, чтосоответствует полуторной связи или порядку связи, равному 1,5.Увеличение количества связывающих электронов приводит к упрочнению связи иуменьшению межъядерного расстояния (длины связи).

В молекулярном ионе F2+имеется один неспаренный электрон и частица обладает магнитными свойствами(парамагнитна).На рис.2 представлена энергетическая диаграмма образования молекулы F2+.25Рис.1 Энергетическая диаграмма молекулы F2Атомные орбиталиМолекулярные орбиталиАтомные орбиталиσ *(2px)Еπ *(2pz)π*(2py)2р2pπ (2py)π (2pz)σ(2px )σ *(2s)2s2sσ(2s)26Рис.2 Энергетическая диаграмма молекулярного иона F2Атомные орбиталиМолекулярные орбитали+Атомные орбиталиσ *(2px)Еπ *(2pz)π*(2py)2р2pπ (2py)π (2pz)σ(2px )σ *(2s)2s2sσ(2s)Пример 2.Известно, что молекулярный ион [BrF4]+ имеет форму искаженного тетраэдра.Объясните, используя метод валентных связей, как образуется эта частица, полярнали она?Решение.

Электронное строение атомов:Br 1s22s22p63s23p63d104s24p5,Br+4s24p4;225F 1s 2s 2p или2p   _2s Схема образования гибридных орбиталей брома:4d __ __ __ __ __4d _ __ __ __ __4p   _4p _ _ _  _ _ _ _++ *Br 4s (Br ) 4s промотированиегибридизация sp3d(5 орбиталей)(тригональная бипирамида)При образовании четырех равноценных связей Br+ с атомами F по обменномумеханизму неподеленная электронная пара Br+ оказывается несвязывающей, что27приводит к искажению пространственного расположения атомов и частица [BrF4]+приобретает форму искаженного тетраэдра, в котором каждая связь полярна ивекторная сумма электрических моментов связей (дипольных моментов) не равнанулю, т.е. частица [BrF4]+ является полярной (рис.3).Рис.3. Схема образования связей в частице [BrF4]+FFBrНеподеленная параэлектроновFFПример 3.Определите, к какому структурному типу кристаллической решетки кубическойсистемы ( тип СsС1, NaCl или ZnS) относится оксид бария BaO, если известнырадиусы ионов и плотность вещества: Rкат =1,36·10-10м, R анион =1,40·10-10м,ρ = 6,022 г/см3, укажите координационное число ионов.Решение.

Характеристики

Список файлов книги