Тема 8. Химическая кинетика Кинетическое уравнение Задача 1

Тема 8. Химическая кинетика
Кинетическое уравнение
Задача 1. Скорость тримолекулярной реакции А + 2 В при /А/ = 0,5 моль/л и /В/ = 0,6
моль/л равна 0,018моль/л/мин. Вычислить константу скорости реакции.
Задача 2. Скорость тримолекулярной реакции А + 2 В равна 0,5*10-3 л2/моль2*с.
Определить
скорость
реакции при /А/= 0,8 моль/л и /В/= 0,6 моль/л.
Задача 3. Скорость реакции равна w = k/А2/В/. При каком соотношении между
концентрациями А и В начальная скорость реакции будет максимальна, если сумма
парциальных давлений веществ А и В постоянна?
Задача 4. В реакции окисления метана СH4 + 2O2→ CO2 + 2H2O, протекающей с
постоянной скоростью в течение 5мин в сосуде, объемом 0,5 л при 500°С образуется
5*10-4 моль воды, которая удаляется из зоны реакции вымораживанием. Рассчитайте
скорость изменения давления в Па/мин.
Задача 5. Время полупревращения вещества А равно 10 ч. (реакция протекает по
закону первого порядка). В сосуд введено некоторое
количество
этого
вещества.
Измерения
его концентрации, проведенные через 30 и 35 мин. после
начала опыта, показали, что за время между двумя этими измерениями распалось 2 *10'°
частиц. Чему равна начальная концентрация вещества А?
Задача 6. Тримолекулярную реакцию оксида азота (II) с хлором Сl 2 + 2 N0 → 2 NOCl
изучали при постоянном объеме и следующих давлениях исходных газов: Р NO= 6.66*103
Па; РCl2 =. 3,33*103 Па. Вычислите время, через которое скорость, реакции уменьшится в
пять раз по сравнению с начальной, если константа скорости реакции 5*102 л2/моль2*с, а
температура 100°С.
Задача 7. Распад вещества А по уравнению реакции А → В + С есть реакция второго
порядка, протекающая при 791 К с константой скорости 0,19 л/(моль *с). Реакция
протекает при постоянном давлении 1.01*105 Па. Рассчитайте время полупревращения.
Задача 8.
Определите порядок реакции гидролиза метилацетата и константу
скорости реакции, если для нейтрализации равных частей реагирующей смеси
израсходовано следующее число мл 0,1 н раствора NaOH:
t, мин
21
41
60
81
108
140
243
1062
∞
v,мл
0,70
1,30
1,85
2,30
3,00
3,80
5,60
8,90
9,00
NaOH
Задача 9. При изменении начальной концентрации от 1 до 3 моль/л период
полупревращения веществ уменьшился с 3 часов до 20 мин. Определить порядок
реакции.
Задача 10. Константа скорости реакции второго порядка
СH3СООС2H5 + NaOH = СН3СOONa + С2Н5ОН
равна 5,4 л/моль м. Сколько эфира прореагирует за 10 мин. при
моль/л.
а=b=0.02
Каковы должны быть исходные концентрации эфира и щелочи (равные), чтобы за это
же время прореагировало 98 % эфира?
Задача 11. При исследовании термического распада арсина на стекле при 350°С
2AsН3(г) → 2Аs(тв) + 3Н2(г)
обнаружено изменение общего давления в системе со временем:
t, час
0
4,33
10
25,5
37,66
44,75
P, мм рт.ст.
392
403
436,5
453,5
480,5
488,5
Определите порядок реакции и константу скорости.
Кинетика сложных реакций
Задача 1. Покажите, что третий порядок реакции
2NО + Н2 = 2NОН,
может быть обусловлен любым из механизмов реакции:
а) NO + Н2= NОН2; NOH2 + NO →2 NОН
б) 2 NO = N2О2; Н2 + N2О2 →2 NОН
Задача 2. Для обратимой реакции первого порядка Кравн = 10, а К1=0,5 мин-1. Вычислите
время, при котором концентрации веществ А и В станут равными, если начальная
концентрация вещества В равна нулю.
Задача 3. В параллельных реакциях первого порядка
Выход вещества В равен 60%, а время превращения А на 1/3 равно 5 минутам. Найдите
к1 и к2.
Задача 4. Для некоторой ферментативной реакции константа Михаэлиса равна 0,035
моль/л. Скорость реакции при концентрации субстрата 0,01 моль/л равна 1,15  10-3
моль/(лс). Найти максимальную скорость реакции. Объясните смысл константы
Михаэлиса и объясните метод её графического определения по экспериментальным
данным.
Температурная зависимость скорости реакции
Задача 1. Вычислите:
а) температурный коэффициент скорости омыления этилацетата щелочью NaОН для
каждою температурного интервала,
б) средний температурный коэффициент скорости реакции в пределах от 0 до
25°С,
в) энергию активации, если константа скорости этой реакции меняется с
температурой следующим образом:
t, °C
0
10
20
25
-1
-1
К, моль*л *мин
1,17
2,56
5,08
6,56
t, °C
0
10
20
25
К, моль*л-1*мин-1
1,17
2,56
5,08
6,56
t, °C
0
10
20
25
t, °C
0
10
20
25
К, моль*л-1*мин-1
1,17
2,56
5,08
6,56
t, °C
t, °C
К, моль*л-1*мин-1
0
0
1,17
10
10
2,56
20
20
5,08
25
25
6,56
Задача 2. При 25°С некоторая реакция заканчивается в 2,5 ч. Принимая температурный
коэффициент равным 3, рассчитать при какой температуре реакция закончится в
продолжении 20 мин.
Задача 3. Для реакции разложения NО2 по уравнению
2NO2 = 2 NO + О2 энергия активации равна 133888 Дж/моль. Определить, как влияет на
рост активности молекул повышение температуры с 157 до 257°С.
Задача 4. Константа скорости реакции разложения перекиси водорода йодистоводородной кислотой Н2O2 + 2 HJ = 2H2O +J2 изменяется с температурой
следующим образом:
t,°С
20
30
К, моль л-1 мин-1
4,32 8,38
Вычислить энергию активации и константу скорости реакции при 25°С.
Задача 5. При взаимодействии равных концентраций NO2 и СО ( 0,5 моль/л ) при
температуре 435 К через 1 час было обнаружено 0,05 моль/л СО2. При какой
температуре концентрация СО2 будет вдвое больше при тех же условиях, если Е=29360
кал/моль?
Задача 6. Какой должна быть энергия активации, чтобы скорость реакции
увеличивалась в 3 раза при возрастании температуры на 10° а) при 300 К и б) при 1000
К?