Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Задачи Крюкова / Кинетика 9

.docx
Скачиваний:
3
Добавлен:
27.02.2021
Размер:
43.48 Кб
Скачать

Задача 1: При взаимодействии эквивалентных количеств моноксида углерода и хлора по уравнению:

СO (г.) + Cl2 (г.) = COCl2 (г.)

При 300 К в присутствии катализатора наблюдалось следующее уменьшение общего давления системы:

t, мин

0

5

10

15

P*10-5, Па

0.965

0.900

0.829

0.779

Определите порядок реакции (V=const)

Решение:

Поскольку в условиях задачи не указано время полупревращения (t1/2) и нет данных о скорости, следовательно, можно использовать метод подбора, суть которого заключатся в расчете констант по кинетическим уравнениям. Совпадение констант, рассчитанных по одному уравнению означает, что реакция имеет данный порядок.

I порядок:

II порядок: = kt

III порядок: = 2kt

В математическом уравнении концентрацию исходных веществ в начальный времени и на данный момент времени можно заменить парциальным давлением, так как при Т=const концентрация пропорциональна давлению.

СO (г.) + Cl2 (г.) = COCl2 (г.)

Если T=0

P0/2

P0/2

0

Если T>0

P0/2-x

P0/2-x

x

PΣ = P0/2-x+ P0/2-x+x=P0 – x

x=P0 - PΣ

PСO = PCl2 = P0-x = P0/2-(P0 - PΣ) = PΣ-0.5P0

PCO * 10-5, Па

0.4825

0.4175

0.3465

0.2965

T, мин

0

5

10

15

Графический метод:

t, мин

0

5

10

15

Pco*10-5, Па

0,4825

0.4175

0.3465

0.2965

lnPco

10.784

10.639

10.453

10.297

1/Pco

2.073*10-5

2.395*10-5

2.886*10-5

3.373*10-5

1/P2co

4.295*10-10

5.737*10-10

8.329*10-10

1.137*10-9

Графики:

Г рафик №1

График №2

Г рафик №3

Ответ:

Исходя из построений можно сказать, что данная реакция относится ко второму порядку, так как линия тренда (линейная) наиболее близко располагается к графику №2

Задача 2: Соль диазония разлагается по уравнению

CH3C6H4N2Cl + H2O → CH3C6H4OH + N2 +HCl

Процесс разложения представляет собой реакцию первого порядка. Константы скорости реакции при 298 и 303 К соответственно равны 9·10-3 и 13·10-3 мин-1. Вычислите константу скорости при 308 К и время, в течение которого распадается 99% соли диазония при этой температуре.

Решение: Для определения значения константы при 308К необходимо найти энергию активации через уравнение Аррениуса, которое имеет следующий вид:

Если произвести определенной интегрирование, то получится следующее:

= , Ea = = 55210,5 Дж/моль

Для определения k при 308, аналогично используемся определенное интегрирование, меняя пределы:

= ,

K2 = 9*10-3 *

K2 = 0,0185 мин-1 = 18,5*10-3 мин-1

Из условия задачи реакция относится к первому порядку, следовательно, для определения времени используем кинетическое уравнение:

, , так как распадется 99% соли диазония, следовательно от исходной концентрации останется 1%

t=248, 93 мин ~ 4,15 ч

Ответ: константа скорости при 308К составляет 18,5*10-3 мин-1, за 4,15 ч распадется 99% соли диазония.

Задача 3: Реакция С6Н5N(CH3)2 + CH3I → С6Н5N(CH3)3+ + I

характеризуется единичными частными порядками по каждому из реагентов. При проведении реакции в нитробензоле (растворитель) при 24.8 ˚С константа скорости составляет 8.39·10-5. Рассчитайте время полупревращения йодметана, если его начальная концентрация составляла 0.01 моль/л, а начальная концентрация диметилфениламина – 0.05 моль/л.

Решение: Поскольку порядок химической реакции может определяться, как сумма порядков реакции по веществам, в данном случае С6Н5N(CH3)2 и CH3I имеют единичные частные порядки из условия, то

n1=n2=1, то n= n1+n2=2

Общий порядок реакции равен 2, можно сделать вывод о том, что константа имеет размерность

Поскольку концентрации веществ С6Н5N(CH3)2 =

CH3I =

И они различны ( ), следовательно

, поскольку необходимо найти время полупревращения, то x= , поскольку это то, количество, которое вступило в реакцию за данное время.

Так,

= = = =175145 с = 48,65 ч.

Ответ: = 48,65 ч.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.