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

Физ.химия / MB_1964_PZ_9TM_kinetika

.pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
20.02.2016
Размер:
2.01 Mб
Скачать

4.Кількість вихідної речовини, що прореагує за час (хв), якщо початкова концентрація дорівнює С0 (моль/дм3) (температура Т3).

5.Температурний коефіцієнт швидкості реакції в інтервалі температур від Т1 до Т2.

6.У скільки разів зросте швидкість реакції, якщо підвищити

температуру на 25К (від Т1)?

(Загальний порядок реакції дорівнює n. Розмірність констант швидкості для реакцій першого порядку – хв-1, для реакцій другого

порядку – хв-1 дм3 моль-1).

Таблиця 2.7

Вихідні дані до завдання 3

Ва-

Реакція

T1, K

k1,

T2, K

k2

T3, K

 

C0

рі-

 

 

 

 

 

 

 

 

ант

 

 

 

 

 

 

 

 

1

H2 + Br2 2 HBr

574,5

0,0856

497,2

0,00036

483,2

60

0,09

 

n = 2

 

 

 

 

 

 

 

2

H2 + Br2 2HBr

550,7

0,0159

524,6

0,0026

568,2

10

0,1

 

n = 2

 

 

 

 

 

 

 

3

H2 + I2 2HI

599,0

0,00146

672,0

0,0568

648,2

28

2,83

 

n = 2

 

 

 

 

 

 

 

4

H2 + I2 2HI

683,0

0,0659

716,0

0,375

693,2

27

1,83

 

n = 2

 

 

 

 

 

 

 

5

2HI H2 + I2

456,2

0,942

700,0

0,00310

923,2

17

2,38

 

n = 2

 

10-6

 

 

 

 

 

6

2HI H2 + I2

628,4

0,809

780,4

0,1059

976,2

18

1,87

 

n = 2

 

10-4

 

 

 

 

 

7

2NO N2 + O2

1525,

47059

1251,4

1073

1423,2

45

2,83

 

n = 2

2

 

 

 

 

 

 

8

2NO2 N2 + 2O2

986,0

6,72

1165,0

977,0

1058,2

65

1,75

 

n = 2

 

 

 

 

 

 

 

9

N2O5 N2O4 +

298,2

0,00203

288,2

0,475

338,2

32

0,93

 

0,5O2

 

 

 

10-3

 

 

 

 

n = 1

 

 

 

 

 

 

 

10

PH3 0,5P2 +

953,2

0,0183

918,2

0,0038

988,2

80

0,87

 

1,5H2

 

 

 

 

 

 

 

 

n = 1

 

 

 

 

 

 

 

11

SO2Cl2 SO2 +

552,2

0,609

593,2

0,132

688,2

35

2,5

 

Cl2

 

10-4

 

10-2

 

 

 

 

n = 1

 

 

 

 

 

 

 

12

KClO3 + 6FeSO4 +

283,2

1,00

305,2

7,15

383,2

35

1,67

 

3H2SO4 KCl +

 

 

 

 

 

 

 

 

3Fe2(SO4)3 + 3H2O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

n = 1

31

Продовження табл.2.7

13

CO + H2O CO2 +

288,2

0,00031

313,2

0,00815

303,2

89

3,85

 

H2O

 

 

 

 

 

 

 

 

n = 2

 

 

 

 

 

 

 

14

COCl2 CO + Cl2

655,0

0,53

745,0

67,6

698,2

104,

0,8

 

n = 1

 

10-2

 

10-2

 

5

 

15

C2H5ONa + CH3I

273,3

0,0336

303,2

2,125

288,2

10

0,87

 

C2H5OCH3 + NaI

 

 

 

 

 

 

 

 

n = 2

 

 

 

 

 

 

 

16

CH2(OH)CH2Cl +

297,7

0,68

316,8

5,23

303,2

18

0,96

 

KOH

 

 

 

 

 

 

 

 

CH2(OH)CH2OH +

 

 

 

 

 

 

 

 

KCl

 

 

 

 

 

 

 

 

n = 2

 

 

 

 

 

 

 

17

CH2ClCOOH +

353,2

0,222

403,2

0,00237

423,2

26

0,50

 

H2O

 

10-4

 

 

 

 

 

 

CH2OHCOOH +

 

 

 

 

 

 

 

 

HCl

 

 

 

 

 

 

 

 

n = 2

 

 

 

 

 

 

 

18

CH3CO2C2H5 +

282,6

2,307

318,1

21,65

343,2

15

0,95

 

NaOH

 

 

 

 

 

 

 

 

CH3CO2Na +

 

 

 

 

 

 

 

 

C2H5OH

 

 

 

 

 

 

 

 

n = 2

 

 

 

 

 

 

 

19

CH3CO2CH3 + H2O

298,2

0,653

308,2

1,663

313,2

25

1,60

 

 

 

10-3

 

10-3

 

 

 

 

CH3CO2H +

 

 

 

 

 

 

 

 

СH3OH

 

 

 

 

 

 

 

 

n = 2

 

 

 

 

 

 

 

20

CH3CO2CH3 + H2O

298,2

16,09

308,2

37,84

323,2

80

2,96

 

 

 

10-3

 

10-3

 

 

 

 

CH3CO2H +

 

 

 

 

 

 

 

 

CH3OH

 

 

 

 

 

 

 

 

n = 2

 

 

 

 

 

 

 

21

CH3CO2C2H5 +

273,2

2,056

313,2

109,4

298,2

67

3,55

 

H2O

 

10-5

 

10-5

 

 

 

 

CH3CO2H +

 

 

 

 

 

 

 

 

C2H5OH

 

 

 

 

 

 

 

 

n = 2

 

 

 

 

 

 

 

22

2CH2O + NaOH

323,2

5,5 10-3

358,2

294,0

338,2

5

0,5

 

HCO2Na + CH3OH

 

 

 

10-3

 

 

 

 

n = 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32

 

 

 

 

 

Продовження табл.2.7

23

(CH3)2SO4 + NaI

273,2

0,029

298,2

1,04

265,8

100

3,89

 

CH3I + Na(CH3)SO4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n = 2

 

 

 

 

 

 

 

 

24

C6H5CH2Br +

298,2

1,44

338,2

2,01

318,2

90

2,67

 

C2H5OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C6H5CH2OC2H5 +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

HBr

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n = 2

 

 

 

 

 

 

 

 

25

C12H22O11 + H2O

298,2

0,765

328,2

35,5

313,2

15

1,85

 

C6H12O6 + C6H12O6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n = 1

 

 

 

 

 

 

 

 

26

C2H6 C2H4 + H2

823

2,5 107

903

8,45 108

873

5

0,014

 

n = 1

 

 

 

 

 

 

 

 

27

2H2O2 2H2O +

298,2

0,0093

323,0

0,0806

303,2

60

0,80

 

О2 (у розчині)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n = 1

 

 

 

 

 

 

 

 

28

H2 + S H2 S

750

0,15

800

0,35

700

10

0,1

 

n = 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(сірка розтоплена у

 

 

 

 

 

 

 

 

 

надлишку)

 

 

 

 

 

 

 

 

29

CH3CН= CНCH3 +

298,2

3,03

358,2

1,73

323,2

300

0,62

 

HBr С3Н6Br CH3

 

 

10

-5

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n = 2

 

10-8

 

 

 

 

 

 

30

NaBО3 + H2O

303,2

0,0022

308,2

0,0041

313,2

100

0,1

 

NaH23 + 1/2 О2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n = 1

 

 

 

 

 

 

 

 

Пояснення до розв’язання задачі

До п.1: Енергію активації реакції знаходимо за інтегральною

формулою (24), яка походить з рівняння Ареніуса:

d ln K

 

Ea

,

dT

RT 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

R T1 T2

ln

k2

 

 

 

 

 

(24)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

T2 T1

 

k1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

До п.2: Передекспоненційний множник можна розрахувати за

експоненційною формою рівняння Ареніуса:

 

 

 

 

 

e

Ea

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k k0

RT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(25)

k0 k / e

Ea

 

 

Ea

 

 

 

 

RT

k e

RT

 

 

 

 

(26)

Обчислюємо k0

при двох температурах (значення повинні бути

близькими) і знаходимо середнє значення.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

33

 

 

 

 

До п.3: Для обчислення константи швидкості даної реакції за Т3 також використаємо інтегральну форму рівняння Арреніуса (24):

 

 

 

 

 

 

 

E

a

T

T

 

 

 

 

 

 

ln k ln k

 

 

3

1

 

 

 

 

 

 

 

 

T T

 

 

 

 

 

 

 

3

1

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1

 

 

 

 

До п.4: Кількість вихідної речовини, що прореагувала за час ,

обчислюємо за формулою відповідного порядку:

 

 

 

x C (1 e k3 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

ktC2

- до першого порядку, або:

o

- до другого

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ktCo

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

порядку.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

До п.5: Температурний коефіцієнт швидкості реакції обчислюємо за

правилом Вант-Гофа:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k2

 

 

 

T2 T 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

(27)

 

k1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

До п.6: Для того, щоб розрахувати, у скільки разів зросте швидкість реакції при підвищенні температури на 25К, треба знайти відношення

kT+25/kT за формулою Вант-Гофа (27), якщо правило виконується, або за інтегральною формулою Ареніуса (24).

2.4.Завдання 4. Залежність швидкості хімічних реакцій від температури і теорії кінетики.

Для хімічної реакції А, порядок якої дорівнює n, отримана залежність константи швидкості від температури (табл. 2.8). Для реакцій першого порядку константа швидкості має розмірність с-1, для реакцій другого – см3 моль-1 с-1.

Побудувати графік залежності lnk = f(T-1) та визначити:

1.Енергію активації (графічним методом та використовуючи апроксимацію за методом найменших квадратів).

2.Передекспоненційний множник рівняння теорії активних співударянь.

3.Теплоту активації ( H )*.

4.Ентропію активації ( S )*.

*3-й та 4-й пункти виконують за середньою температурою даного інтервалу.

 

 

 

Таблиця 2.8

 

Вихідні дані до завдання 2.4.

 

Ва-

Реакція А,

Т, К

к

рі-

порядок n

 

 

ант

 

 

 

1

(C2H5)3N + C2H5Br [(C2H5)4N]Br

273,2

0,28 10-3

 

n = 2

283,2

0,558 10-3

 

 

293,2

1,17 10-3

 

 

303,2

2,22 10-3

 

 

308,2

3,03 10-3

 

34

 

 

Продовження табл.2.8

2

N2O5 N2O4 + 0,5O2

273,1

7,87 10-7

 

n = 1

288,1

1,05 10-5

 

 

293,1

1,76 10-5

 

 

298,1

3,38 10-5

 

 

308,1

1,35 10-4

 

 

313,1

2,47 10-4

 

 

318,1

4,98 10-4

 

 

323,1

7,59 10-4

 

 

328,1

1,50 10-3

 

 

338,1

4,87 10-3

3

Реакція розкладу

273,2

2,46 10-5

 

ацетодикарбонової кислоти у водному

293,2

4,75 10-4

 

розчині

303,0

1,66 10-3

 

n = 1

313,2

5,76 10-3

 

 

322,6

1,674 10-2

 

 

333,2

5,480 10-2

4

N2O5 N2O4 + 0,5O2

273,2

7,67 10-7

 

n = 1

298,2

3,46 10-5

 

 

308,2

1,46 10-4

 

 

318,2

4,98 10-4

 

 

328,2

1,50 10-3

 

 

338,2

4,87 10-3

5

C2H5Br C2H4 + HBr

750

4,539 10-3

 

n = 1

760

7,194 10-3

 

 

770

1,125 10-2

 

 

780

1,741 10-2

 

 

790

2,667 10-2

 

 

800

4,140 10-2

6

N2O4 2NO2

300

3,288 10-8

 

n = 1

310

6,652 10-8

 

 

320

1,259 10-7

 

 

330

2,398 10-7

 

 

340

4,295 10-7

 

 

350

7,447 10-7

7

Цикло-(CH3CHO)3 3CH3CHO

500

5,175 10-5

 

n = 1

510

1,238 10-4

 

 

520

2,345 10-4

 

 

530

6,455 10-4

 

 

540

1,404 10-3

 

35

 

 

550 2,994 10-3

36

Продовження табл. 2.8

8

CH3CH=CHCH3 + HBr

300

7,638 10-7

 

CH3CH2CHBrCH3

 

 

 

n = 2

310

2,055 10-6

 

 

320

6,309 10-6

 

 

330

1,888 10-5

 

 

340

5,188 10-5

 

 

350

5,904 10-4

9

H2 + C2H4 C2H6

600

7,413 10-3

 

n = 2

610

1,343 10-2

 

 

620

2,380 10-2

 

 

630

4,149 10-2

 

 

640

7,145 10-2

 

 

650

7,586 10-2

 

 

660

1,995 10-1

10

H2 + I2 2HI

500

7,834 10-4

 

n = 2

510

1,714 10-3

 

 

520

6,430 10-3

 

 

530

7,480 10-3

 

 

540

1,503 10-2

 

 

550

2,930 10-2

 

 

560

5,610 10-2

11

HI + CH3I CH4 + I2

400

9,954 10-5

 

n = 2

410

2,780 10-4

 

 

420

7,396 10-4

 

 

430

1,884 10-3

 

 

440

4,592 10-3

 

 

450

5,370 10-3

 

 

460

2,427 10-2

12

2HI H2 + I2

500

2,938 10-6

 

n = 2

510

7,096 10-6

 

 

520

1,652 10-5

 

 

530

3,732 10-5

 

 

540

8,185 10-5

 

 

550

1,742 10-4

 

 

560

3,606 10-4

37

Продовження табл. 2.8

13

2NO2 2NO + O2

350

1,119 10-4

 

n = 2

360

4,130 10-4

 

 

370

1,119 10-3

 

 

380

2,999 10-3

 

 

390

7,499 10-3

 

 

400

1,786 10-2

 

 

410

4,083 10-2

14

CH3COOC2H5 + NaOH CH3COONa +

280

24,378

 

C2H5OH

 

 

 

(розчинник – H2O)

290

48,865

 

n = 2

300

93,540

 

 

310

122,460

 

 

320

216,272

 

 

330

269,828

15

CH3Br + NaI CH3I + NaBr

280

8,395 10-2

 

(розчинник – H2O)

290

2,075 10-1

 

n = 2

300

7,55 10-1

 

 

310

2,032

 

 

320

5,152

 

 

330

12,33

16

2H2C=CH–CH=CH2 CH2=C(CH2

503

0,531

 

CH=CH2)2

 

 

 

n = 2

513

0,751

 

 

523

1,190

 

 

527

1,400

 

 

530

1,700

 

 

540

2,430

 

 

555

4,180

 

 

578

9,850

 

 

606

25,400

 

 

622

44,500

 

 

642

84,400

17

CH4 + H2O CO + 3H2

973

0,14 10-4

 

n = 2

1023

0,28 10-4

 

 

1073

0,14 10-3

 

 

1221

0,12 10-2

 

 

1273

0,018

 

 

1323

0,024

38

Продовження табл. 2.8

18

C6H6 C2H4 + H2

823

2,5 105

 

n = 1

843

8,2 105

 

 

863

23,1 105

 

 

883

57,6 105

 

 

903

141,5 105

19

CH3C6H4N2Cl + H2O CH3C6H4OH + N2

298,2

1,5 10-4

 

+ HCl

 

 

 

(у водному розчині)

303,2

2,16 10-4

 

n = 1

308,2

3,08 10-4

 

 

313,2

4,31 10-4

 

 

317,5

5,53 10-4

20

NaBO3 + H2O NaH2BO3 + 1/2O2

303,2

3,67 10-5

 

(у водному розчині)

308,2

6,83 10-5

 

n = 1

313,2

1,25 10-4

 

 

318,2

2,23 10-4

 

 

323,2

3,93 10-4

21

CO(CH2COOH)2 CO(CH3)2 + 3CO2

273,2

4,1 10-7

 

n = 1

283,2

1,85 10-6

 

 

293,2

7,55 10-6

 

 

303,2

2,60 10-5

 

 

313,2

9,60 10-5

22

Органічна кислота продукти

273,2

4,1 10-7

 

реакції розкладу (у водному розчині)

293,2

7,92 10-6

 

n = 1

313,2

9,6 10-5

 

 

333,2

9,13 10-4

 

 

343,2

2,48 10-3

23

Гідроліз CH3(CH2)6Cl

273

1,67 10-5

 

у 80% водному розчині етанолу

290

1,36 10-4

 

n = 1

298

3,19 10-4

 

 

308

8,25 10-4

 

 

318

2,92 10-3

24

C6H5(CH3)2N + CH3I [C6H5(CH3)3N]I

273,2

0,922 10-3

 

n = 2

283,2

1,64 10-3

 

 

293,2

4,615 10-3

 

 

303,2

9,65 10-3

 

 

308,2

1,317 10-2

 

 

312,2

1,742 10-2

39

Соседние файлы в папке Физ.химия