Вариант 23

1. Установлено, что реакция второго порядка с одним реагентом завершается на 75 % за 92 мин при начальной концентрации реагента с₀ = 0,24 моль/л. Какое время потребуется, чтобы при тех же условиях концен­трация реагента достигла 0,16 моль/л?

2. Реакция омыления метилацетата при 298 К описывается урав­нением

СН3СООСН3 + NaOH -> CH₃COONa + СН₃ОН.

Для этой реакции получены следующие кинетические данные:

Время, мин	3	5	7	10	15	25
CNa0H >ммоль/л	7,40	6,34	5,50	4,64	3,63	2,54

Исходные концентрации щелочи и эфира одинаковы и равны 0,01 моль/л. Oпределите методами подстановки и графическим порядок реакции (первый ил второй). Рассчитайте среднюю константу скорости.

3. Нитрование п-нитротолуола (пнт) азотной кислотой в серной кислоте идёт как реакция псевдопервого порядка, если азотная кислота взята в избытке (С_HNO3 = 0,546). Реакцию проводили при температуре 25^оС в 74,5% Н₂SО₄, Концентрация п-нитротолуола изменялась следующим образом:

, мин,	0	10	20	30	40	50	60	70	80
Спнт,104,моль/л	3,0	2,837	2,684	2,538	2,401	2,271	2,148	2,031	1,921

Методом Вант – Гоффа подтвердите первый порядок реакции и определите константу скорости реакции и время полупревращения,

4. Вещество А смешали с веществами В и С в равных концен­трациях, составляющих 1 моль/л. Через 1000 с осталось 50% вещества А. Сколько вещества А останется через 2000 с, если реакция имеет третий общий порядок?

5. При исследовании термического распада арсина на стекле при 350^оС

AsH₃ (г)  Аs (тв) + 3/2 Н₂

обнаружено изменение общего давления Робщ в системе со временем:

, ч	0	4,33	16	25,5	37,66	44,75
Pобщ, мм рт, ст,	39,2	40,3	43,65	45,35	48,05	48,85

Определите порядок реакции и константу скорости.

4. Реакция разложения диоксида азота является реакцией второго порядка

2NO₂ =2 NO + O₂

Были получены следующие данные о температурной зависимости константы скорости:

Т, К	592	603	627	652	656
k, л/(мольс)	0,522	0,765	1,700	4,020	5,030

Графически определите энергию активации и рассчитайте среднюю величину предэкспонента уравнения Аррениуса в указанном интервале температур.

4. Разложение пероксида ди-(трет-бутила) в газовой фазе представляет собой реакцию первого порядка в интервале температур 110 - 280⁰С. Константа скорости описывается уравнением:

k = 3,210¹⁶ exp (-163600/RT)с^-1 [E] = Дж/моль.

Вычислите активационные параметры Sº^ и Нº^ реакции и дайте интерпретацию полученным значениям.

4. Рассчитайте константу скорости реакции между бромом и водородом при температуре 500⁰С, если средний диаметр столкновений  составляет для водорода 2,710^-10 м для брома 6,310^-10 м, а энергия активации 185 кДж/моль. Стерический множитель равен 1.

5. Один из методов оценки возраста биологических объектов основан на измерении содержания в них оптических изомеров аминокислот. В живых организмах отношение концентраций D- и L-изомеров постоянно ([D₀/L₀]= a). В мертвых организмах происходит рацемизация и в равновесном рацемате содержание L и D одинаково:

L D ( k₁, k_-1)

Чему равен возраст биологического объекта, в котором ([D/L]= b? Решите задачу в общем виде и для образца, содержащего аспарагиновую кислоту (k₁= 1,48.10^-5 лет, a = 0,07; b = 0,27). Рассчитайте относительное содержание L-изомера в живом, мертвом и равновесном состоянии.

10. Реакция образования фосгена CO + Cl₂  COCl₂

может протекать по следующему механизму:

Cl₂  2Cl^ k₀

Cl^ +CO  COCl^ k₁

COCl^ + Cl₂  COCl₂ + Cl^ k₂

COCl^  Cl^ +CO k₃

2Cl^  Cl₂ k₄

Используя метод квазистационарного приближения, найдите вы­ражение для

скорости образования фосгена, оцените эффективную кон­станту скорости и

общий порядок реакции.

11. Реакция иодирования ацетона протекает по механизму кислотного катализа:

(CH3)₂CO + H⁺B^- ↔ X⁺ + B^- k₁, k_-1

X⁺ + J₂ → CH₃(CH₂J)CO + H⁺ + J^- k₂

H⁺ + B^- ↔ H⁺B^-

где X⁺ промежуточное высокореакционное соединение.

Используя любой из приближенных методом описания кинетики сложных реакций (МКСК, МКРК ) получите кинетическое уравнение для скорости образования продукта CH₃(CH₂J)CO, при условии, что стадия 2 является лимитирующей.