Основы физической химии - Еремин В.В.
Скачать (прямая ссылка):
18-14. Вещество А смешали с веществами Б и С в равных концентрациях 1 мольл-1. Через 1000 с осталось 50% вещества А. Сколько вещества А останется через 2000 с, если реакция имеет:
а) нулевой,
б) первый,
в) второй,
г) третий общий порядок?
18-15. Газовая реакция 2А — Б имеет второй порядок по А и протекает при постоянных объеме и температуре с периодом полураспада 1 час. Если начальное давление А равно 1 бар, то каковы парциальные давления А и Б и общее давление через 1 час, 2 часа, 3 часа, после окончания реакции?
Глава 5. Химическая кинетика
279
18-16. В реакции А + В = С при равных начальных концентрациях А и В через 1 час прореагировало 75% вещества А. Сколько % вещества А останется через 2 часа, если реакция имеет:
а) первый порядок по А и нулевой порядок по В;
б) первый порядок по А и первый порядок по В;
в) нулевой порядок по А и нулевой порядок по В?
18-17. Какая из реакций - первого, второго или третьего порядка - закончится быстрее, если начальные концентрации веществ равны 1 моль л-1 и все константы скорости, выраженные через моль л-1 и с, равны 1?
18-18. Реакция
СН3СН2>Ю2 + 0Н- — Н20 + СН3СгГМ02-
имеет второй порядок и константу скорости к = 39.1 лмоль-1-мин-1 при 0 °С. Был приготовлен раствор, содержащий 0.004 М нитроэтана и 0.005 М №0Н. Через какое время прореагирует 90% нитроэтана?
18-19. Константа скорости рекомбинации ионов Н+ и ФГ- (фенилглиок-синат) в молекулу НФГ при 298 К равна к = 101159 л-моль-1-с-1. Рассчитайте время, в течение которого реакция прошла на 99.999%, если исходные концентрации обоих ионов равны 0.001 моль-л-1.
18-20. Скорость окисления бутанола-1 хлорноватистой кислотой не зависит от концентрации спирта и пропорциональна [НС10]2. За какое время реакция окисления при 298 К пройдет на 90%, если исходный раствор содержал 0.1 моль л-1 НС10 и 1 моль л-1 спирта? Константа скорости реакции равна к = 24 л моль-1 мин-1.
18-21. При определенной температуре 0.01 М раствор этилацетата омы-ляется 0.002 М раствором №0Н на 10% за 23 мин. Через сколько минут он будет омылен до такой же степени 0.005 М раствором К0Н? Считайте, что данная реакция имеет второй порядок, а щелочи диссоциированы полностью.
18-22. Щелочной гидролиз этилацетата - реакция второго порядка с константой скорости к = 0.084 л моль-1 с-1 при 25 °С. Взят 1 л 0.05 М раствора этилацетата. Какое время понадобится для образования 1.15 г этанола при исходной концентрации щелочи:
а) [0Н-]0 = 0.05 М;
б) [0Н-]0 = 0.1 М?
18-23. Реакция второго порядка А + В — Р проводится в растворе с начальными концентрациями [А]0 = 0.050 моль-л-1 и [В]0 = 0.080 моль-л-1. Через 1 ч концентрация вещества А уменьшилась до 0.020 моль-л-1. Рассчитайте константу скорости и периоды полураспада обоих веществ.
280
Глава 5. Химическая кинетика
18-24. Реакция второго порядка А + Б — В + С проводится в растворе с начальными концентрациями [А]0 = 0.080 моль-л-1 и [Б]0 = 0.070 моль-л-1. Через 90 мин концентрация вещества Б уменьшилась до 0.020 моль-л-1. Рассчитайте константу скорости и периоды полупревращения (образования или распада) веществ А, Б, В и С.
18-25. Кинетику кислотного гидролиза симм-ди(2-карбоксифенокси)-диметилового эфира изучали спектрофотометрически по выделению метилсалицилата и получили следующие данные:
Время, сут 0 0.8 2.9 4.6 6.7 8.6 11.7
Опт. плотность 0.129 0.141 0.162 0.181 0.200 0.213 0.229
Определите константу скорости первого порядка для реакции гидролиза.
18-26. Реакция этерификации лауриновой кислоты лауриловым спиртом имеет общий третий порядок. При начальных концентрациях кислоты и спирта по 0.200 М были получены следующие данные:
Время, мин 0 30 60 120 180 240 300 360
Степень протекания реакции, % 0 5.48 9.82 18.1 23.8 27.1 32.4 35.2
Определите константу скорости реакции.
18-27. В замкнутый сосуд ввели 100 г ацетона и нагрели до 510 °С. При этой температуре ацетон распадается по реакции первого порядка:
СН3СОСН3 = С2Н4 + СО + Н2.
За 12.5 мин поглотилось 83.6 кДж теплоты. Рассчитайте период полураспада и константу скорости разложения ацетона. Сколько теплоты поглотится за 50 мин? Энтальпии образования веществ при температуре реакции:
Вещество Лґ Н783 , кДж-моль 1
СН3СОСН3 -235.6
С2Н4 40.7
СО -110.8
18-28. Автокаталитическая реакция описывается уравнением: А + Р — 2Р с начальными концентрациями а и р, соответственно (р > 0). Не решая кинетического уравнения, постройте графики зависимостей концентрации продукта и скорости реакции от времени. Рассмотрите два случая:
1) а > р,
2) а < р.
18-29. Скорость автокаталитической реакции А + Р — 2Р описывается кинетическим уравнением г = к-[А]-[Р]. Решите это кинетическое урав-
Глава 5. Химическая кинетика
281
нение и найдите зависимость степени превращения от времени. Начальные концентрации: [А\0 = а, [Р\0 = р. При какой степени превращения скорость реакции будет максимальна?
18-30. Автокаталитическая реакция 2А + Р — 2Р описывается кинетическим уравнением: С[Р\/а? = к[А\2[Р\. Решите это уравнение при начальных концентрациях [А\0 = а и [Р\0 = Р. Рассчитайте время, при котором скорость реакции достигнет максимума.
