3.4. Задачи для самостоятельного решения

58. Разложение паров пропионового альдегида при нагревании является гомогенной реакцией первого порядка. При 576 °С и начальном давлении 314 мм рт. ст. при протекании реакции в сосуде постоянного объема увеличение давления приведено в таблице. Рассчитать константу скорости и время разложения альдегида на 75 %.

Время, c	167	282	423	610	883
, мм рт. ст.	76	116	156	196	236	314

Ответ: 1,63610^–3 1/с, 14,12 мин.

59. Монохлоруксусная кислота под действием воды переходит в гликолевую кислоту:

.

При большом избытке воды реакция является псевдомономолекулярной и протекает с заметной скоростью при повышенных температурах. Кинетика этой реакции изучалась следующим образом. Одинаковые количества разбавленного раствора монохлоруксусной кислоты наливались в реакционные сосуды, помещенные в термостат. Через определенные промежутки времени один сосуд за другим вынимали, быстро охлаждали, чтобы затормозить реакцию, и титровали смесь раствором щелочи. Полученные результаты приведены в таблице. Вычислить константу скорости и время половины реакции.

Время, мин	0	600	780	2070
Объем NаОН, мл	12,9	15,8	16,4	20,5

Ответ: 4,2410^–4 1/мин, 1640 мин.

60. Разложение пентоксида азота, растворенного в ,

является реакцией первого порядка. Оксиды азота остаются в растворе, а кислород выделяется. При 40 °С объемы выделившегося кислорода приведены в таблице. Найти константу скорости в мин^–1 и с^–1 и рассчитать время половины реакции.

, мин	0	20	40	60	80	100
, см3	0	11,4	19,9	23,9	27,2	29,5	34,75

Ответ: 0,0188 1/мин, 3,1710^–4 1/с, 36,5 мин.

61. Омыление этилацетата едким натром является реакцией второго порядка. Для нейтрализации щелочи в пробе 100 мл реагирующей смеси в разное время после начала реакции использовался 0,043 н раствор (расходы указаны в таблице). Вычислить константу скорости реакции.

Время, мин	0	4,89	10,37	28,18
Объем , мл	61,95	50,59	42,40	29,36	14,92

Ответ: 2,380 л/мольмин.

62. В слабокислом растворе пероксид водорода реагирует с гипосульфит-ионом:

.

Скорость реакции не зависит от концентрации ионов водорода при = 4...6 и начальных концентрациях 0,0368 моль/л, = 0,0204 моль/л. При 25 °С, = 5 получены данные, приведенные в таблице. Каковы порядок реакции и константа скорости?

Время, мин	16	36	43	52
[ ]·103,моль/л	10,3	5,18	4,16	3,13

Ответ: второй; 0,0237 л/(мольс).

63. Кинетику реакции образования кислоты изучали отбором проб реакционной смеси и их титрованием раствором щелочи. Объемы щелочи, которые пошли на титрование в разное время после начала реакции, приведены в таблице. Показать, что реакция имеет первый порядок, и рассчитать время половины реакции.

Время, мин	0	27	60
Объем щелочи, мл	0	18,1	26,0	29,7

Ответ: 19,96 мин.

64. Найти порядок и константу скорости реакции омыления этилового эфира уксусной кислоты водным раствором щелочи и время половины реакции по эфиру и по щелочи. Кинетика реакции изучалась отбором проб по 10 мл и титрованием 0,056 н раствором соляной кислоты (см. таблицу).

Время, мин	0	4,89	10,37	28,18
Объем , мл	4,765	3,89	3,26	2,26	1,15

Ответ: второй; 2,376 л/мольмин; 14,13 и 29,39 мин.

65. Вещество А смешивается в равных количествах с веществами В и С. Начальная концентрация каждого вещества 1 моль/л. Через час после начала реакции прореагировало 75 % вещества А, а через 2 часа – 82 %. Определить порядок реакции.

Ответ: третий.

66. Определить порядок реакции разложения хлористого азота

на основании данных таблицы.

Время, ч	4	6	22
Объем выделившегося азота, см3	10	13	26	28,5

Ответ: первый.

67. Пары серы, соединяясь с водородом, образуют сероводород. Определить порядок реакции по данным о давлении водорода. Сера была в избытке.

Время, мин	0	1440	2160	4320
Давление , атм	0,9557	0,65508	0,5412	0,2947

Ответ: первый.

68. Найти порядок протекающей при 310 °С реакции

,

если в одном опыте давление за 30 минут уменьшилось с 786,8 до 693, а в другом – за то же время с 535,3 до 468 мм рт.ст.

Ответ: первый.

69. Растворенный в оксид азота при 40 °С разлагается с выделением кислорода

.

Объемы выделяющегося кислорода приведены в таблице. Определить порядок реакции.

Время, мин	20	40	60	80	100
Количество кислорода, см3	11,4	19,9	23,9	27,2	29,9	34,75

Ответ: первый.

70. В некоторой реакции при изменении начальной концентрации от 1 до 3 моль/л время половины реакции уменьшилось с 3 часов до 20 минут. Каков порядок этой реакции и чему равна константа скорости?

Ответ: третий; 0,5 л²/моль²час.

71. Перекись водорода на коллоидной платине разлагается с выделением кислорода. Результаты одного из опытов приведены в таблице. Определить порядок реакции и найти время, за которое разложится треть начального количества .

Время, мин	10	30
Объем выделившегося кислорода, см3	3,3	8,1	15,6

Ответ: первый; 16,8 мин.

72. Персульфат калия и йодистый калий реагируют в водном растворе с выделением йода:

.

Из реагирующей смеси время от времени отбирались пробы по 25 см³ и титровались 0,01 н раствором . Результаты приведены в таблице. Определить порядок реакции.

Время отбора проб, мин	9	16	32	50
Объем , см3	4,52	7,80	14,19	20,05

Ответ: второй.

73. Разложение мышьяковистого водорода на твердый мышьяк и водород описывается уравнением

.

При 310 °C в одном из опытов измерялось давление газовой смеси в сосуде постоянного объема (см. таблицу). Определить порядок реакции.

Время, ч	0	5,5	6,5	8
Давление, мм рт.ст.	733,3	805,8	818,1	835,3

Ответ: первый.

74. По мере протекания реакции в смеси эквивалентных количеств оксида углерода и хлора при 27 °C в присутствии катализатора наблюдалось уменьшение общего давления (см. таблицу). Определить порядок и константу скорости реакции.

Время, мин	0	5	10	15	21
Давление, мм рт.ст.	724	675	622	584	551

Ответ: второй.

75. Находящийся в растворе диазобензолхлорид разлагается при 20 °C с выделением азота. На основании приведенных данных определить порядок реакции.

Время, мин	16	192	355	481	1282
Объем выделившегося азота, см3	9,7	16,2	26,3	33,7	51,4	60

Ответ: первый.

76. Пользуясь дифференциальным методом Вант-Гоффа, определить порядок реакции . Давление в одном из опытов (в сосуде постоянного объема) упало через 23 часа со 188,84 до 153,46, в другом опыте в том же сосуде и при той же температуре – с 79,07 до 76,81 мм рт.ст. за 20 часов.

Ответ: третий.

77. Время разложения на 50 % и при различных исходных давлениях приведено в таблице. Определить порядок реакций.

Начальное давление , мм рт.ст.	Время полураспада, с	Начальное давление , мм рт.ст.	Время полураспада, с
139	84	79	470
52,5	83	37,5	860

Ответ: первый; второй.

78. Для некоторой реакции при изменении начальной концентрации с 0,502 до 1,007 моль/л период полураспада уменьшается с 51 до 26 секунд. Каковы порядок и константа скорости реакции?

Ответ: второй; 0,0383 л/мольс.

79. На поверхности нагретого вольфрама аммиак разлагается на азот и водород. В трех опытах получены результаты, приведенные в таблице. Определить порядок реакции и константу скорости.

Начальное давление, мм рт.ст.	265	130	58
Время полураспада, мин	1,7	3,7	7,6

Ответ: второй; 1,810^–3 л/мольс.

80. Для реакции восстановления оксида азота водородом

,

если исходные газы взяты под одинаковым давлением 340,5 мм рт. ст., давление уменьшается вдвое за 102 секунды. Если же начальные давления 288 мм рт.ст., оно уменьшается вдвое за 140 секунд. Определить порядок реакции.

Ответ: третий.

81. Определить порядок и константу скорости газовой реакции (термическая диссоциация паров ацетона) , протекающей в реакционном сосуде постоянного объема, по изменению давления (см. таблицу).

Время, мин	0	6,5	13,0	19,9
Давление, мм рт.ст.	312	408	488	562

Ответ: первый; 0,027 1/мин.

82. При термической диссоциации газообразного оксида этилена

протекающей в сосуде постоянного объема при 687,7 °C, общее давление реакционной смеси изменяется во времени как показано в таблице. Определить порядок и константу скорости реакции.

Время, мин	0	5	7	9	12	18
Давление, мм рт.ст.	116,51	120,56	125,72	128,74	133,23	141,37

Ответ: первый; 0,0123 1/мин.

83. Для омыления метилуксусного эфира щелочью

при 298 K получены результаты, приведенные в таблице. В опыте исходные концентрации щелочи и эфира были одинаковыми и равными 0,01 г-экв/л. Определить порядок и константу скорости реакции.

Время, мин	3	5	7	10	15	25
,	0,00740	0,00634	0,00550	0,00464	0,00363	0,00254

Ответ: второй; 11,62 л/мольмин.

84. До начала реакции раствор содержал 35,35 мг и 18,25 мг . Через 10 минут количество уменьшилось до 27, а – до 9,9 мг; через 20 минут – до 23,2 и 6,1 мг соответственно. Определить порядок реакции.

Ответ: второй.

85. В водном растворе протекает превращение цианата аммония в мочевину . Время превращения цианата аммония на 50 % для различных исходных его концентраций приведены в таблице. Определить порядок реакции.

, моль/л	0,05	0,10	0,20
Время полураспада, ч	37,03	19,15	9,45

Ответ: второй.

86. При протекании газовой реакции

в сосуде постоянного объема при 318,5 К давление кислорода увеличивается (см. таблицу). Определить порядок реакции, константу скорости и период полураспада.

Время , мин	3	4	5	6	7	8	9	10	12
, мм рт. ст.	73	96	116	136	152	168	183	196	218
Время , мин	14	16	18	22	26	30	38
, мм рт. ст.	236	262	266	289	299	309	320	331

Ответ: первый; 1,510^–3 1/с; 462 с.

87. При изучении газовой реакции распада закиси азота

при 585 °С получены результаты, приведенные в таблице. Определить порядок реакции и константу скорости.

Время, мин	0	5	7	9	12
Давление, мм рт. ст.	116,51	120,56	125,72	128,74	133,23

Ответ: первый; 0,026 1/мин.