Физ.химия / MB_1964_PZ_9TM_kinetika
.pdf5 |
2 |
*ЛРЗ № 21. Визначення кінетичних параметрів хімічних реакцій. |
6-15 |
[1, 2 ,4, |
|
2 |
ПЗ: Кінетика ланцюгових реакцій. Метод Боденштейна. |
0,5-2 |
11] |
|
|
Тестування IІза темами 33-36. |
2-5 |
|
|
|
|
|
|
6 |
2 |
ПЗ №15 . Фотохімічні та радіаційні реакції. Кінетика реакцій у розчинах |
0,5-2 |
[1, 2 ,4, |
|
4 |
ЛР №22.Гомогений каталіз. |
3-6 |
10] |
|
|
|
|
|
7 |
4 |
ПЗ: Кінетика гетерогенних процесів. Особливості каталітичних реакцій. |
0,5-2 |
[1, 2 ,4] |
|
|
Енергетичні діаграми. |
|
|
|
|
Тестування ІІІ за темами 37,39, 40 |
2-5 |
|
|
|
Захист ДЗ 3. |
2-5 |
|
8 |
2 |
Модульна контрольна робота № 3, (теми 29-41) |
9-25 |
[1, 2 ,4, |
|
4 |
ЛР №24. Гомогенний і гетерогенний каталіз. |
2-5 |
10] |
|
|
. |
|
|
9 |
3 |
ПЗ |
0,5-2 |
[1, 2 ,4, |
|
|
Тестування ІV за темами 38,41,42 |
2-5 |
13] |
|
|
Захист ДЗ 4 |
1-3 |
|
*ЛРЗ студенти виконують під час занять за варіантами вказаних завдань під керівництвом викладача. **На письмове тестування надається 10 хв.
10
1.4. Самостійна робота студентів
Мета самостійної роботи студента полягає в тому, щоб навчити студентів самостійно працювати з навчальною, науковою та довідниковою літературою, застосовувати теоретичні знання до вирішення практичних завдань, створювати нові знання на основі того, що їм стало відомо при вивченні фізичної хімії на лекціях, практичних і лабораторних заняттях, закріпити і усвідомити на рівні практичного використання теоретичні знання курсу, засвоювати розділи інших дисциплін, що базуються на курсі фізичної хімії.
Самостійна робота студента при вивченні розділу "Хімічна кінетика" передбачає виконання таких видів робот:
1.Самостійне опрацювання усіма студентами окремих тем програми (див. «Тематичний план та зміст лекцій») за допомогою рекомендованої літератури.
2.Виконання індивідуальних розрахункових завдань (4 завдання обов'язкового циклу) усіма студентами. (теми завдань та варіанти видаються викладачем індивідуально кожному студенту). При захисті завдань використовують контрольні питання (див. нижче). Аналогічні питання використовують при тестуванні та в модульній контрольній роботі.
3.Самостійною роботою студента є також: підготовка до лекцій, лабораторних та практичних занять, підготовка до модульної контрольної роботи та іспиту.
4.Не є обов'язковою і виконується студентами за бажанням і за узгодженням з викладачем за додаткові бали: розв'язання додаткових задач (1-2 бали); участь у олімпіадах з фізичної хімії. В олімпіаді беруть участь за бажанням студенти, які добре навчаються. Студенти з низьким рейтингом до участі в олімпіадах не допускаються.
Домашні завдання для самостійного опрацювання окремих розділів програми
Вид та тема завдання |
Кількість годин СР |
Діяльність студентів |
Рекомендо вана література |
|
|
||
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
Тема 33. |
|
Опрацювати наведені |
[1-3,5,6] |
Питання:Застосування ТПС |
1 |
теми самостійно за |
|
|
|
||
до оцінки |
|
допомогою |
|
передекспоненційного |
|
рекомендованої |
|
множника в елементарних |
|
літератури. |
|
реакціях. |
|
|
|
|
|
11 |
|
Тема 34. Питання: |
|
|
[2,5,6] |
Механізм |
1 |
|
|
|
|
|
|
мономолекулярних реакцій. |
|
|
|
Теорія Ліндемана. |
|
|
|
Тема37. Питання: |
2 |
|
[2,5,6] |
Кінетика топохімічних |
|
|
|
реакцій. Деякі кінетичні |
|
|
|
моделі топохімічних |
|
|
|
реакцій. |
|
|
|
Тема42. Питання: Еволюція |
2 |
|
[4,6] |
теоретичних уявлень про |
|
|
|
каталітичну активність. |
|
|
|
2.ДОМАШНІ РОЗРАХУНКОВІ ЗАВДАННЯ.
2.1.Завдання 1. Формальна кінетика. Необоротні (односторонні) реакції n-х порядків.
Користуючись даними про хід даної реакції А, яка проходить за температури Т (K) (табл. 2.1), виконати наступні завдання.
1. Визначити концентрації вихідної речовини (Свих) у моль/м3 для кожного вказаного у таблиці 2.1 моменту часу i і побудувати графік
залежності Свих = f( ) .
2. Обчислити значення ln Свих та 1/Свих для усіх моментів часу і
побудувати графіки залежностей ln Свих = f( ) і 1/Свих = f( ). На основі характеру цих графіків зробити висновок відносно порядку реакції.
3.Підтвердити висновок щодо порядку реакції А у будь-який інший
спосіб.
4.Обчислити константу швидкості даної хімічної реакції.
5. Записати кінетичне рівняння для реакції А у диференціальному та інтегральному вигляді.
6. Визначити кількість вихідної речовини (у моль/м3), яка прореагує до моменту часу 1.
7. Визначити час напівперетворення 1/2 для вихідної речовини (у хвилинах).
У тих випадках, коли у Вашому варіанті недостатньо даних для визначення концентрації Свих, замість цієї величини у п. 1, а також у наступних пунктах задачі слід використовувати кількість вихідної речовини nвих (моль), або іншу величину, що пропорційна концентрації.
12
|
|
|
|
|
|
|
Таблиця 2.1 |
|
|
|
|
|
Вихідні дані до завдання 1 |
|
|
||
Ва |
|
|
Реакція А, |
Час i, хв |
Значення z |
|
1, хв |
|
рі- |
Метод контролю за ходом |
|
|
|
|
|||
ан |
|
|
реакції (z), |
|
|
|
|
|
т |
температура (T) |
|
|
|
|
|||
1 |
2NCl3 (рідина) N2 + 3Cl2 |
4 |
10,0 |
|
10 |
|||
|
z – об'єм N2, см3; |
|
6 |
13,0 |
|
|
||
|
Cl2 поглинається |
|
8 |
16,3 |
|
|
||
|
T = 298,2 |
|
15 |
23,0 |
|
|
||
|
|
|
|
|
22 |
26,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
28,5 |
|
|
2 |
Rn Ra |
|
0 |
0,102 |
|
300 |
||
|
z – об'єм газу Rn (см3) за |
70 |
0,062 |
|
|
|||
|
тиску 1,013105 Па |
110 |
0,044 |
|
|
|||
|
T = 293,2 |
|
165 |
0,025 |
|
|
||
|
|
|
|
|
200 |
0,019 |
|
|
|
|
|
|
|
250 |
0,016 |
|
|
|
|
|
|
|
360 |
0,007 |
|
|
|
|
|
|
|
450 |
0,003 |
|
|
|
|
|
|
|
600 |
0,002 |
|
|
3 |
2N2O 2N2 + O2 |
|
P 10-3, Па |
|
3,5 |
|||
|
P – сумарний тиск |
0 |
12,000 |
|
|
|||
|
T = 938 |
|
|
0,5 |
12,338 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1,0 |
12,658 |
|
|
|
|
|
|
|
2,0 |
13,247 |
|
|
|
|
|
|
|
4,0 |
14,233 |
|
|
|
|
|
|
|
5,0 |
14,646 |
|
|
4 |
2C2H5OH + 2Br2 |
0 |
4,24 |
|
12 |
|||
|
CH3COOC2H5 + 4HBr |
4 |
3,14 |
|
|
|||
|
z – концентрація брому |
6 |
2,49 |
|
|
|||
|
СBr210 |
3 |
, моль/дм |
3 |
10 |
2,24 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Спирт у великому |
15 |
1,78 |
|
|
|||
|
0 |
8,14 |
|
|
||||
|
надлишку |
|
|
|
||||
|
|
4 |
6,10 |
|
|
|||
|
T = 298,2 |
|
|
|
||||
|
|
10 |
4,55 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
15 |
3,73 |
|
|
5 |
2H2O2 O2 + 2H2O |
0 |
22,80 |
|
18 |
|||
|
(у водному розчині) |
10 |
13,80 |
|
|
|||
|
z – об'єм 0,05 н. розчину |
15 |
10,45 |
|
|
|||
|
KMnO4 (см3), який пішов на |
20 |
8,25 |
|
|
|||
|
титрування проби об'ємом |
25 |
6,36 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
13 |
|
|
|
|
10 см3 |
30 |
4,95 |
|
|
T = 303,2 |
|
|
|
14
Продовження табл. 2.1
6 |
2F2O 2F2 + O2 |
|
P 10-3, Па |
75 |
|
P – сумарний тиск |
0 |
4,515 |
|
|
T = 543 |
20 |
4,661 |
|
|
|
40 |
4,787 |
|
|
|
100 |
5,092 |
|
|
|
200 |
5,432 |
|
|
|
300 |
5,659 |
|
|
|
400 |
5,820 |
|
7 |
K2S2O8 + 2KI 2K2SO4 + I2 |
9 |
4,52 |
20 |
|
z – об'єм (мл) 0,01 н. |
16 |
7,80 |
|
|
розчину Na2S2O3, який |
24 |
11,47 |
|
|
пішов на титрування 25 см3 |
32 |
14,19 |
|
|
проби |
|
20,05 |
|
|
T = 298,2 |
|
|
|
8 |
2O3 3O2 |
|
P 10-3, Па |
1,33 |
|
P – сумарний тиск |
0 |
17,609 |
|
|
T = 353 |
0,5 |
20,628 |
|
|
|
0,83 |
22,041 |
|
|
|
1,17 |
23,109 |
|
|
|
1,50 |
23,917 |
|
|
|
1,67 |
24,242 |
|
|
|
2,00 |
24,772 |
|
9 |
Розчин N2O5 у CCl4 |
20 |
11,4 |
70 |
|
розкладається з виділенням |
40 |
19,9 |
|
|
кисню |
60 |
23,9 |
|
|
z – об'єм О2 (см3) за тиску |
80 |
27,2 |
|
|
1,013105 Па |
100 |
29,5 |
|
|
N2O5 2NO2 + 1/2O2 |
|
34,75 |
|
|
T = 313,2 |
|
|
|
10 |
C2H5Br(г) C2H4(г) + |
|
P 10-3, Па |
3,5 |
|
HBr(г) |
0 |
5,752 |
|
|
P – сумарний тиск |
0,5 |
6,179 |
|
|
T = 693 |
1 |
6,566 |
|
|
|
2 |
7,258 |
|
|
|
4 |
8,366 |
|
|
|
5 |
8,806 |
|
11 |
Розчин H2O2 у присутності |
10 |
3,3 |
24 |
|
колоїдної платини (каталіза- |
20 |
5,9 |
|
|
тор) розкладається з |
30 |
8,1 |
|
|
виділенням О2 |
40 |
9,6 |
|
|
z – об'єм О2 (см3) |
|
15,6 |
|
|
T = 353 |
|
|
|
|
|
15 |
|
|
Продовження табл. 2.1
12 |
CH3COOC2H5 + NaOH |
|
a - x |
b - x |
900 |
|
CH3COONa + C2H5OH |
0 |
0,00980 |
0,00486 |
|
|
a – початкова концентрація |
178 |
0,00892 |
0,00398 |
|
|
CH3COOC2H (моль/дм3) |
273 |
0,00864 |
0,00370 |
|
|
b – початкова концентрація |
531 |
0,00792 |
0,00297 |
|
|
NaOH (моль/дм3) |
866 |
0,00742 |
0,00230 |
|
|
x – зменшення концентрації |
1510 |
0,00646 |
0,00151 |
|
|
вихідної речовини |
1918 |
0,00603 |
0,00109 |
|
|
(моль/дм3) |
2401 |
0,00574 |
0,00080 |
|
|
T = 291,2 |
|
|
|
|
13 |
C12H22O11 + H2O C6H12O6 |
|
C0/C |
8000 |
|
|
(глюкоза)+ C6H12O6 |
0 |
|
1 |
|
|
(фруктоза) |
1435 |
1,081 |
|
|
|
C0 – початкова |
4315 |
1,266 |
|
|
|
концентрація цукру (C0 = |
7070 |
1,464 |
|
|
|
0,65 моль/дм3) |
11360 |
1,830 |
|
|
|
C – концентрація цукру у |
14170 |
2,117 |
|
|
|
даний момент часу |
16935 |
2,466 |
|
|
|
(моль/дм3) |
19815 |
2,857 |
|
|
|
T = 298 |
|
|
|
|
14 |
2NO2 2NO + O2 |
|
P 10-3, Па |
3,5 |
|
|
P – сумарний тиск |
0 |
5,246 |
|
|
|
T = 631 |
1 |
5,690 |
|
|
|
|
2 |
6,005 |
|
|
|
|
2,5 |
6,130 |
|
|
|
|
3 |
6,240 |
|
|
|
|
4 |
6,424 |
|
|
|
|
5 |
6,570 |
|
|
15 |
CH3COOC2H5 + NaOH |
|
(a – x) |
4000 |
|
|
CH3COONa + C2H5OH |
0 |
0,0200 |
|
|
|
a – початкова концентрація |
300 |
0,0128 |
|
|
|
CH3COOC2H5 і NaOH |
900 |
0,00766 |
|
|
|
(моль/дм3) |
1380 |
0,00540 |
|
|
|
x – зменшення концентрації |
2100 |
0,00426 |
|
|
|
реагентів (моль/дм3) |
3300 |
0,00289 |
|
|
|
T = 293 |
7200 |
0,00138 |
|
|
16
Продовження табл. 2.1
16 |
N2O5 N2O4 + 0,5O2 |
0 |
2,33 |
2000 |
|
z – концентрація N2O5, |
184 |
2,08 |
|
|
моль/дм3 |
319 |
1,91 |
|
|
T = 298 |
526 |
1,67 |
|
|
|
867 |
1,36 |
|
|
|
1198 |
1,11 |
|
|
|
1877 |
0,72 |
|
|
|
2315 |
0,55 |
|
|
|
3144 |
0,34 |
|
17 |
AsH3 (г) As(тв) + 3/2 H2 |
|
P 10-3, Па |
300 |
|
P – сумарний тиск |
0 |
977,4 |
|
|
T = 589,2 |
180 |
1021 |
|
|
|
250 |
1048 |
|
|
|
330 |
1074 |
|
|
|
390 |
1090 |
|
|
|
480 |
1113 |
|
18 |
CH3COOCH3 + NaOH |
0 |
0,01 |
20 |
|
CH3COONa + CH3OH |
3 |
0,00740 |
|
|
z – концентрація лугу |
5 |
0,00634 |
|
|
(моль/дм3). Вихідні |
7 |
0,00550 |
|
|
концентрації реагентів |
10 |
0,00464 |
|
|
однакові |
15 |
0,00363 |
|
|
T = 298 |
25 |
0,00254 |
|
19 |
HCNO (г) H2 + CO |
|
P 10-3, Па |
250 |
|
P – сумарний тиск |
0 |
49,438 |
|
|
T = 880 |
20 |
70,235 |
|
|
|
40 |
78,779 |
|
|
|
100 |
88,246 |
|
|
|
200 |
92,921 |
|
|
|
300 |
94,921 |
|
|
|
400 |
95,708 |
|
20 |
COOH(CHBr)2COOH |
0 |
12,11 |
240 |
|
COOHCBr=CHCOOH + |
300 |
12,55 |
|
|
2HBr |
900 |
13,48 |
|
|
z – об'єм розчину (см3) |
1836 |
14,63 |
|
|
NaOH з концентрацією |
3240 |
16,19 |
|
|
0,1моль/дм3, що пішов на |
4320 |
17,22 |
|
|
титрування проби об'ємом |
6939 |
19,20 |
|
|
20 см3 , T = 323,2 |
|
|
|
17
Продовження табл. 2.1
21 |
HCOOH CO2 + H2 |
0 |
11,45 |
800 |
|
(у конц. Розчині H2SO4) |
120 |
9,63 |
|
|
z – об'єм 0,1 н. розчину |
240 |
8,11 |
|
|
KMnO4 (см3), необхідний |
420 |
6,22 |
|
|
для титрування проби |
600 |
4,79 |
|
|
реакційної суміші, об'єм |
900 |
2,97 |
|
|
якої 10 см3 |
1440 |
1,44 |
|
|
T = 323,2 |
|
|
|
22 |
C12H22O11 + H2O C6H12O6 |
10 |
0,08 |
50 |
|
(глюкоза) + C6H12O6 |
35 |
0,24 |
|
|
(фруктоза) |
60 |
0,35 |
|
|
(у 0,1 н. H2SO4) |
100 |
0,45 |
|
|
z – концентрація фруктози, |
|
0,58 |
|
|
моль/дм3 |
|
|
|
|
Т = 323 |
|
|
|
23 |
Na2S2O3 + C3H7Br NaBr + |
0 |
37,63 |
70 |
|
C3H7S2O3Na |
18,5 |
35,20 |
|
|
z – об'єм (см3) 0,02572 н. |
33,5 |
33,63 |
|
|
розчину йоду, що пішов на |
53,2 |
31,90 |
|
|
титрування проби 10 см3. |
84,2 |
29,86 |
|
|
Початкова концентрація |
123,0 |
28,04 |
|
|
Na2S2O3, який був взятий у |
187,2 |
26,01 |
|
|
надлишку, дорівнює 0,1 н. |
|
|
|
|
T = 310,7 |
|
|
|
24 |
(C2H5)3N + CH3I |
20 |
0,00876 |
70 |
|
(C2H5)3NCH3I (у |
30 |
0,01066 |
|
|
нітробензолі) |
40 |
0,01208 |
|
|
z – кількість триетиламіну |
60 |
0,01392 |
|
|
(у моль/дм3), який |
75 |
0,01476 |
|
|
прореагував за час . |
90 |
0,01538 |
|
|
Початкові концентрації |
|
|
|
|
реагентів однакові і |
|
|
|
|
дорівнюють 0,0198 моль/дм3 |
|
|
|
|
T = 298,2 |
|
|
|
25 |
C6H5N2Cl C6H5Cl + N2 |
6 |
19,3 |
20 |
|
Початкова концентрація |
9 |
26,0 |
|
|
C6H5N2Cl складає 10 г/дм3. |
12 |
32,6 |
|
|
z – об'єм азоту (см3), що |
14 |
36,0 |
|
|
утворився у реакції, за |
18 |
41,3 |
|
|
тиску 1,013105 Па |
22 |
45,0 |
|
|
T = 323 |
24 |
46,5 |
|
|
|
26 |
48,3 |
|
|
|
18 |
|
|
|
|
30 |
50,4 |
|
19