Общая химия. Избранные главы - Вольхин В.В.
ISBN 5-88151-282-0
Скачать (прямая ссылка):
Задачи для самостоятельного решения к главе 4
4.30. Для реакции N2(p) + 3H2(r) -> 2NH3(r) определите соотношение скоростей, выраженных через изменение концентраций каждого из веществ, включенных в уравнение реакции.
4.31. Для реакции 03(Г) + 2N02(r) -» 02(Г) + N2Os(^ предложен следующий механизм: O3 + NO2 -> O2 + NO3, медленная стадия,
NO3 + NO2 —> N2Os, быстрая стадия.
Составьте уравнение скорости реакции и определите порядок общей реакции.
4.32. Для реакции
С12(Г) + CHCl3(P) —> HCl(P) + ССЦр) предложен следующий механизм:
А,
Cl2 4=fc 2С1, быстрая стадия,
Ai
A2
Cl + CHCl3 -P- HCl + CCl3, медленная стадия,
A3
CCl3 + Cl -? CCl4, быстрая стадия.
Выявите скоростьопределяющую стадию, определите порядок реакции, выразите константу скорости реакции через константы скоростей элементарных стадий.
4.33. Для реакции 203(г) -> 3O2(P)
предложен следующий механизм:
А,
O3 -? O2+ о,
A2
Кинетика химических реакций
241
О + O3-? 2O2.
Используя принцип стационарных концентраций, выведите уравнение скорости реакции, в которой константа скорости выражена через константы скоростей элементарных стадий. Определите порядок реакции по O3 и O2, если в газовой смеси содержится большой избыток O2 по сравнению с O3.
4.34. Для реакции
NO
2S02(r) + 02(г) -? 2SO3(D
предложен следующий механизм: к\
2NO + O2 -? 2NO2,
кг
NO2+ SO2 -? NO + SO3.
Выразите константу равновесия реакции через константы скорости элементарных стадий.
4.35. Предложите механизм для реакции H2(D + Br2(P) -» 2НВг(Г).
Известно, что скорость реакции выражается уравнением
Можно ли сделать вывод о том, то данная реакция является неразветвленной или разветвленной цепной?
4.36. Вычислите частоту столкновений Z в газообразном аммиаке при р = 0,15 /ш, если T= 273 К и P = 1 атм.
При определении пШъ исходите из того, что газ является идеальным. Величину
U оцените, используя максвелловскую функцию распределения по скоростям (см. пример 4.9). При проведении вычислений рекомендуется все величины выражать в основных единицах СИ (м, кг, с).
4.37. Оцените, насколько увеличится (в %) частота столкновений Z в газообразном аммиаке при повышении температуры на 10 К (при постоянном объеме).
4.38. Вычислите константу скорости реакции 2N02(r) ->2N0(r) + 02(Г) при 500 К, если известно, что R = 3,95-10"2 нмиЕа= 111,0 кДж/моль.
4.39. Для реакции С12(Г) + 2NO(r) —? 2NOCl(P) получены экспериментальные данные, характеризующие зависимость скорости реакции от концентраций реагентов. Начальные концентрации и соответствующие им скорости реакции имели следующие значения:
cN0, моль/дм2 Cd2, моль/дм3 и, моль/с 0,175 0,123 3,44-Ю"7
0,175 0,369 1,03-IQT6
242
В.В. Вольхин. Общая химия
0,350 0,123 1,38-10"6
0,525 0,123 3,11-10"6
Определите порядок реакции по Cl2 и N0, составьте кинетическое уравнение реакции.
4.40. Происходит разложение вещества по типу реакции первого порядка. За 5, XQ мин разложение составило 15,5 % от начального содержания вещества. Вычислите величины к и ty .
4.41. В верхних слоях атмосферы происходит разложение озона в присутствии NO2. Одна из стадий реакции выражается уравнением О + NO2 -> NO + O2. Данная стадия была исследована в экспериментальных условиях при большом избытке в реакционной смеси NO2 (1,0•1O16 молекул/дм3). В эксперименте определяли изменение концентрации О через определенные интервалы времени. Результаты эксперимента следующие:
C0, атомов/дм* 5,0-1012 1,9•1O12 6,8?1O11 2,5•1O11
Uc 0 1,0-10"2 2,0-10"2 3,010"2
Определите порядок реакции по кислороду, составьте дифференциальное уравнение скорости реакции и, используя интегральное уравнение, вычислите значение константы скорости реакции.
4.42. В растворе при 25 °С происходит бимолекулярная реакция. Вычислите величину t\iv если известны следующие термодинамические параметры образования
активированного комплекса: ЛЯ*0 = 100 кДж-моль~] и AS*° = -50 Дэю-моль~{Кл. В порядке пояснения уместно отметить, что отрицательное значение AS*0 связано с более высокой гидратацией и более сложным строением активированного комплекса по сравнению с аналогичными параметрами реагентов.
4.43. В молекулах углеводородов энергия связей ЕС-с = 350 и Ес~н = 415 кДж/моль. Вычислите величину X для света, энергия фотонов которого была бы достаточной для разрыва каждого из этих видов связей.
4.44. В гомогенном ядерном реакторе происходит радиолиз воды на водород и кислород, который протекает по реакции, включающей в себя следующие стадии: H2O -> H' + ОН*,
Н" + И* —> H2,
ОН* + ОН* -> H2O + V2O2.
Радиационно-химический выход реакции G = 1,7 моль Н2/100 эВ, Какое количество H2 в минуту выделяется в реакторе мощностью 1000 кВт!
4.45. Разложение пероксида водорода происходит в водном растворе в присутствии небольших количеств ионов Br". Механизм реакции включает в себя следующие стадии:
H2O2 + Br" -» BrO"" + H2O, H2O2 + BrO" -» Br" + H2O + O2.
Кинетика химических реакций
243
Составьте общее уравнение реакции. Определите, какие ионы выступают в качестве катализатора и какие могут быть отнесены к промежуточному веществу.
