Определение лимитирующей стадии процесса

Принимая во внимание, что для электрохимической стадии 1а

Е_а<25кДж/моль,

для химической стадии 1б

Е_а>25 кДж/моль,

сделайте вывод о лимитирующей стадии процесса окисления алюминия в щёлочи. Подтверждает ли Ваш вывод экспериментально полученная величина порядка реакции?

4.2. Теорeтические вопросы

1. Реакции гомофазные и гетерофазные, гомогенные и гетерогенные, гомолитические и гетеролитические.

2. Изменение концентрации исходных веществ и концентрации продуктов со временем. Скорость реакции.

3. Молекулярность реакции. Постулат о порядке реакции (закон действующих масс).

4. Необратимые реакции 1-го, 2-го, 3-го и 0-го порядков. Уравнения реакций, скорости реакций, зависимость концентрации от времени.

5. Постулат об активации процесса. Теория активных столкновений. Энергия активации. Активированный комплекс. Уравнение Аррениуса.

6. Уравнение Вант- Гоффа, температурный коэффициент.

7. Определение порядка реакции по диагностическим уравнениям, по периоду полураспада, по зависимости (lgv, lgc).

8. Катализатор. Слитный механизм катализа.

9. Принцип лимитирующей стадии для последовательных реакций.

Домашнее задание

Задача 1. Порядок одностадийной необратимой реакции может быть равен 0, 1, 2 или 3.

1. Для определения порядка реакции постройте диагностические графики в координатах (с, t), (lnc, t), (1/c, t) и (1/c², t). Сделайте вывод о порядке реакции и определите по соответствующему графику начальную концентрацию с₀ и константу скорости k.

2. Графически, в координатах (с, t), определите период полураспада T_1/2граф. Затем рассчитайте значения Т_1/2 по уравнениям, соответствующим порядкам реакции 0, 1, 2, 3 и сравните со значением Т_1/2граф. Сделайте вывод о порядке вашей реакции. Совпадает ли он с предыдущим выводом, сделанным в пункте 1?

3. Для времени t = 2, 3, 4, 5 секунд рассчитайте четыре значения скорости реакции по уравнениям v₂=(c₁-c₃)/(t₃-t₁), v₃=(c₂-c₄)/(t₄-t₂) и т.д. Постройте график зависимости lnv от lnc и определите порядок реакции. Если все три ваших вывода о порядке реакции одинаковы, то задача решена верно.

4. Рассчитайте значение энергии активации, используя отношение констант скоростей k₂/k₁ при Т = 320 К и 300 К.

Вари- ант	t, сек							k2/k1
	1	2		3	4	5	6
	с, моль/л
	с1		с2	с3	с4	с5	с6
1	0,353	0,288		0,25	0,223	0,204	0,189	4
2	0,121	0,0735		0,0446	0,0270	0,0164	0,01	5
3	0,167	0,125		0,1	0,0833	0,0714	0,0625	5,2
4	0,9	0,8		0,7	0,6	0,5	0,4	6
5	0,134	0,09		0,06	0,04	0,0971	0,0181	3,5
6	0,2	0,143		0.113	0,0909	0,0769	0,0667	3,7
7	0,7	0,6		0,5	0,4	0,3	0,2	4,5
8	0,333	0,277		0,242	0,218	0,2	0,186	5,5
9	0,274	0,150		0,0826	0,0453	0,0248	0,0137	5,7
10	0,125	0,1		0,0833	0,0714	0,0625	0,0555	4,2
11	0,316	0,277		0,242	0.218	0,2	0,186	4,8
12 13 14 15 16	0,8 0.172 0.061 0.088 0.45	0,7 0.144 0.0368 0.063 0.40		0,6 0.125 0.0223 0.050 0.35	0,5 0.112 0.0135 0.0417 0.30	0,40 0.102 0.0084 0.0357 0.25	0,3 0.095 0.005 0.0313 0.20	5,1 3 3.5 4 4.5

Задача 2. Напишите уравнение скорости прямой реакции v₁ согласно закону действующих масс. Реакции считать одностадийными.

Рассчитайте увеличение v₁ при одновременном увеличении температуры от Т₁ до Т₂ и увеличении давления в x раз. Температурные коэффициенты для прямой реакции условно считать равными 2.

Вариант	Реакция	ΔТ=Т2-Т1	х
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16	С2Н2 (г) + 2 Н2 = С2Н6 (г) СuO(k) + SO3 (г) =СuSO4 (k) 2 PbO(k) + O2 = 2 PbO2 (k) NH3 (г) + HCl(г) = NH4Cl(т) С2Н4 (г) + Н2О(г) = С2Н5ОН(г) ВаО(к) + СО2 (г) = ВаСО3 (к) 2 СО(г) + О2 = 2 СО2 (г) 2 NO2 (г) = N2O4 (г) C2H4 (г) + H2 = C2H6 (г) CO2 (г) + СаО (к) = СаСО3 (к) 3 С2Н2 (г) = С6Н6 (г) 2 NO (г) + H2 = N2O (г) + Н2О(г) Н2 + СО2 (г) = СО + Н2О(г) 2 СО2 (г) = 2 СО + О2 2 NO2 (г) = 2 NO + O2 H2 + CO(г) = НСОН(г)	15 10 5 20 15 10 5 20 25 30 20 10 15 20 25 30	1.5 2 2.5 3 3.5 4 1.5 2 2.5 3 3.5 4 1.5 2 2.5 3

5. многостадийные химические процессы