Вариант 16.

1. 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

Определите графически константу скорости реакции и время полупревращения,

2. Константа скорости реакции:

СН₃СООС₂Н₅ + NаОН = СН₃СООNа + С₂Н₅ОН

равна 5,4 л/моль мин, Сколько процентов эфира прореагирует за 10 мин, если исходные концентрации щелочи и эфира одинаковы и равны 0,02 моль/л?

3. Изучалась реакция газофазного разложения пентоксида диазота N₂О₅ при 25^ОС :

N₂О₅ = 2NО₂ + ½ О₂

Методом Вант-Гоффа определите порядок реакции по изменению концентрации реагента N₂О₅ во времени:

, мин,	0	20	100	120	200	220	300	320
С N2О5, моль/л	0,1	0,096	0,0816	0,0784	0,0667	0,0640	0,0544	0,0523

4. Изучалось гетерогенное разложение аммиака на вольфрамовой проволоке при Т = 1373 К : NН₃ = ¹/₂N₂ + ³/₂ Н₂

Период половины превращения (_1/2) в зависимости от начального давления аммиака Р_о указан в таблице:

Ро, мм рт, ст,	265	130	58	35
t1/2 , мин	7,6	3,7	1,7	1,0

Определите порядок реакции и константу скорости,

5. Кинетику реакции разложения диметилового эфира изучали по измерению

CH₃OCH₃ → CH₄ + H₂ + CO

общего давления системы при 504⁰С, По приведенным данным определите порядок

реакции и константу скорости,

t, сек 0 390 665 1195 2240 

Робщ, мм.рт.ст. 312 408 468 562 714 931

5. Были получены следующие значения для удельной скорости реакции разложения ацетондикарбоновой кислоты в водном растворе (реакция первого порядка) O=C(CH₂COOH)₂  O=C(CH₃)₂ +2CO₂:

t, 0С	0	25	35	45	65
k  105, с-1	0,0787	3,46	13,5	49,8	487

Графическим методом определите энергию активации. Рассчитайте величину предэкспонента. Чему равно время полураспада при 55⁰С?

5. По данным предыдущей задачи 6 рассчитайте Нº^, S_сº^(при С^o=1 моль/л и С^o=1 моль/см³) при температуре 55⁰С. Сделайте вывод о типе реакции (быстрая, нормальная, медленная).

6. Рассчитайте константу скорости реакции пиролиза этана при температуре 900К, если средний диаметр столкновений молекулы этана составляет =5,4410^-10 м, а энергия активации 368 кДж/моль. Рассчитайте теоретическое значение предъэкспоненциального множителя и сравните его с экспериментальным значением А =2*10¹⁸ с^-1. Определите величину стерического множителя и сделайте вывод о типе реакции (быстрая, нормальная, медленная).

7. Муравьиная кислота на окисных катализаторах разлагается в соответствии со

схемой:

HCCOH  CO₂ + H₂ ( k₁)

HCCOH  CO + H₂O ( k₂)

За 10,4 сек выход С0₂ составил 47,5 % от теорети­ческого и СО - 1,6 %. Вычислите константы скоростей дегидратации и дегидрирования муравьиной кислоты.

5. Реакции нуклеофильного замещения в производных алканов (S_N2)

R-Х + Y^-  RY + X^- протекают по схеме:

k₁

R-Х +Y [Y- R – X]

k_-1

[Y- R – X] RY +X

В зависимости от условий реакции могут протекать либо

а) в квазистационарном режиме по комплексу [Y- R – X],

б) с лимитирующей стадией образования промежуточного комплекса [Y- R – X].

Выведите уравнения скорости для всех вариантов и выясните, различимы ли кинетически эти механизмы.

5. Восстановление водородом некоторых окислителей, таких как S = Cr(VI), IO₃^, Ce⁺⁴ :

S +H2  Q , где S и Q окисленная и восстановленная формы субстрата,

могут катализировать соли меди (II).

Реакции протекают по следующему механизму:

Cu^{2+ +} H₂ CuH⁺ + H⁺ ,

CuH⁺ + Cu²⁺ 2 Cu⁺ + H⁺,

2 Cu⁺ + S 2 Cu²⁺ + Q ,

Последняя стадия протекает быстро и не влияет на кинетику процесса. Используя метод квазистационарных концентраций для промежуточного комплекса CuH⁺ выведите кинетическое уравнение этой реакции. Каково влияние кислотности среды на скорость процесса?