Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
физхим-гл.doc
Скачиваний:
113
Добавлен:
15.05.2015
Размер:
742.91 Кб
Скачать

4.4. Задачи для самостоятельной работы

Для решения задач по этой теме Вам необходимо вспомнить курс лекций по органической химии и применить свои знания по кинетике и термодинамике из курса общей и неорганической химии!

Задачи 1 - 3. Реакция восстановления соответствующего кетона литийалюмогидридом (LiAlH4) идет по механизму AdN (нуклеофильного присоединения) и характеризуется определенными значениями энтальпии и энтропии активации (Н# и S#). Исходные концентрации реагентов равны cо=1 моль/л.

а) Напишите уравнение реакции, запишите дифференциальное уравнение ее скорости (как бимолекулярной реакции) и получите вид интегрального уравнения скорости данной реакции (зависимость текущей концентрации реагентов от времени протекания реакции),

б) Рассчитайте константу скорости реакции при заданной температуре Т,

в) Рассчитайте, сколько % кетона восстановится при этой температуре за время t от начала реакции.

№ задачи

Кетон

Н# , кДж/моль

S# , Дж/моль K

T, K

t, cек

1

Циклобутанон

33.9

- 152

300

10

2

Циклопентанон

38.9

- 162

300

300

3

Циклогексанон

21.3

- 201

300

30

Задачи 4, 5. Реакция между иодистым этилом (СН3I) и триэтиламином (C2H5)3N идет по механизму AdN (нуклеофильное присоединение) и характеризуется тем или иным значением энтальпии и энтропии активации в зависимости от природы растворителя. Исходные концентрации реагентов равны cо=1 моль/л.

а) Напишите уравнение реакции, запишите дифференциальное уравнение ее скорости (как бимолекулярной реакции) и получите вид интегрального уравнения скорости,

б) Рассчитайте константу скорости реакции при заданной температуре Т,

в) Рассчитайте, сколько % иодистого этила прореагирует при этой температуре за время t от начала реакции.

№ задачи

Растворитель

Н# , кДж/моль

S# , Дж/моль K

T, K

t, cек

4

Гексан

64

- 176

700

7

5

Ацетон

48.1

- 163

400

80

Задача 6. Реакция димеризации циклопентадиена (реакция Дильса-Альдера) идет по механизму согласованной реакции и характеризуется значениями энтальпии и энтропии активации Н# = 65.1 кДж/моль и S# = - 142 Дж /моль К. Исходная концентрация диена равна cо=1 моль/л.

а) Напишите уравнение реакции, запишите дифференциальное уравнение ее скорости (как бимолекулярной реакции) и получите вид интегрального уравнения скорости,

б) Рассчитайте константу скорости реакции при заданной температуре Т = 600 К.

в) Рассчитайте, сколько % диена прореагирует при этой температуре за время t = 2 сек от начала реакции.

Задача 7. Бимолекулярная окислительно-восстановительная реакция Fe2+ + Co3+ = Fe3+ + Co2+ характеризуется значениями энтальпии и энтропии активации Н# = 50 кДж/моль и S# = - 100 Дж /моль К. Исходные концентрации реагентов равны cо=1 моль/л.

а) Запишите дифференциальное уравнение скорости этой реакции и получите вид интегрального уравнения скорости.

б) Рассчитайте константу скорости реакции при заданной температуре Т = 280 К.

в) Рассчитайте, сколько % ионов Fe2+ окислится при этой температуре за время t = 1 мин от начала реакции.

г) Можно ли ожидать, что этот % увеличится, если для перемешивания реагентов использовать не магнитную мешалку, а пробулькивание пузырьков воздуха (О2) ? Для ответа на этот вопрос примените принцип энергетического соответствия Баландина (сравните редокс-потенциалы окислителя, восстановителя и возможного катализатора – кислорода воздуха).

Задача 8. Какова должна быть концентрация раствора азотной кислоты НNO3, чтобы реакция образования диметилового эфира из метанола (СН3ОН) шла в нем с такой же скоростью, как в растворе азотистой кислоты НNO2 c концентрацией с = 1 моль/л? Константа диссоциации НNO2 Ka = 4х10-4. Напишите уравнение реакции образования простого эфира, укажите механизм и роль ионов H+ в этой реакции.

Задача 9. Какова должна быть концентрация раствора гидроксида натрия NaOH, чтобы реакция омыления (гидролиза) этилацетата СH3-COO-C2H5 шла в нем с такой же скоростью, как в растворе гидроксида аммония NH4OH с концентрацией с = 1 моль/л? Константа диссоциации NH4OH Kb = 1.8х10-5. Напишите уравнение реакции гиролиза данного сложного эфира, укажите механизм и роль ионов ОН в этой реакции.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]