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

Задачи Крюкова / Кинетика 11

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

Задача 1

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

СО + Cl2 → COCl2

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

t, мин

0

5

10

15

21

р·10-5, Па

0.965

0.900

0.829

0.779

0.735

Определите порядок реакции (V = const).

Решение:

Воспользуемся аналитическим вариантом метода подбора, рассчитаем константы скорости для каждого времени по следующим уравнениям:

По уравнению Менделеева – Клапейрона:

pV=nRT , следовательно С=p/RT

k= - для реакции 0-го порядка

k= ln = ln – для реакции 1-го порядка

k= = – для реакции 2-го порядка

k= - для реакции 3-го порядка

Рассмотрим данную реакцию. Так как даны эквивалентные количества CO и Cl2, то 0= P(Cl2) 0 = P0/2 = 0,965 *10^5 /2 = 0,4825 *10^5

Запишем давление в момент времени и t:

CO

Cl2

COCL2

t=0

/2

/2

0

t

( /2)-x

( /2)-x

x

Общее давление системы будет равно:

= P(CO)+P(Cl2)+P(COCl2)= 2 /2-x)+x= -x

x= -

= P(Cl2)= = ( /2)-x= /2-( - )=( /2)- + = -( /2)

·10^-5, Па

0,4825

0,4175

0,3465

0,2965

0,2525

t,мин

0

5

10

15

21

P

48250

48247,3927

48244,54

48242,54

48240,77

lnP

10,78415111

10,63945473

10,45305

10,29722

10,13658

1/P

2,07254*10^-5

0,059712575

0,071948

0,084081

0,098733

1/P^2

4,29542*10^-10

0,003565592

0,005177

0,00707

0,009748

 

k1

k2

k3

k4

для 0 порядка

k0

0,521460088

0,545527477

0,497393

0,439325

для 1 порядка

k1

0,028939275

0,03310981

0,032462

0,030837

для 2 порядка

k2

0,01193837

0,007192733

0,005604

0,004701

для 3 порядка

k3

0,000356559

0,000258826

0,000236

0,000232



Из полученных значений констант можно сделать вывод о том, что наиболее вероятный порядок реакции – первый.

Построим зависимости для подтверждения вывода, воспользовавшись интегральным методом подбора кинетического уравнения:

По графикам также подходит первый порядок, нулевой подходит меньше, если сравнивать значения констант обоих порядков.

Ответ: 1 порядок (расчеты и графики в файле Excel: «1 задача»)

Задача 2

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 оС константа скорости составляет 8.39·10-5 . Рассчитайте время, через которое израсходуется 75% С6Н5N(CH3)2, если начальные концентрации реагентов были равны и составляли 0.1 моль/л.

Решение:

Обозначим концентрации реагентов как:

= =

=

Так как частные порядки реагентов единичные, а общий порядок реакции равен сумме частных порядков, то:

n = + = 1+1=2

r= k

Запишем кинетическое уравнение реакции второго порядка в интегральной форме:

kt= (1)

= (так как израсходовалось 75% С6Н5N(CH3)2 ). (2)

Подставим (2) в (1):

kt= =

t= =357569 с

Ответ : t=357569 с

Задача 3

Две реакции одинакового порядка имеют равные предэкспоненциальные множители, но их энергии активации различаются на 41.9 кДж/моль. Рассчитайте соотношение скоростей этих реакций при 600 К.

Решение:

Рассмотрим уравнение Аррениуса в экспоненциальной форме для констант двух реакций:

k1=A*exp

k2=A*exp

Пусть = x (Дж/моль) , тогда = x+41900 (Дж/моль)

Так как даны реакции одинакового порядка, то соотношение их скоростей можно представить как соотношение констант этих реакций:

= = = = = =

= 4462,8

Ответ: =4462,8

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

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в папке Задачи Крюкова