Вопросы для самоконтроля к модулю 3

1. Как описывается распределение молекул в газе по скоростям и энергиям?

2. От каких факторов зависит общее число двойных столкновений молекул в газе?

3. Влияет ли на число столкновений природа молекул?

4. В чем отличие упругого и неупругого ударов при столкновении двух частиц?

5. Запишите формулы, позволяющие рассчитать число двойных столкновений в случае:а) столкновений молекул одного вида

б) столкновений молекул различных видов

6. Что понимают под эффективным диаметром столкновения? Как эта величина соотносится с диаметрами сталкивающихся частиц?

7. Как определяют эффективный диаметр столкновения экспериментально?

8. Что такое сечение столкновения?

9. Что понимают под термином «активное столкновение» и как соотносятся число активных столкновений и общее число столкновений молекул в газовой фазе?

10. Проанализируйте влияние температуры и давления на общее число двойных столкновений и число активных столкновений молекул в газовой фазе.

11. Получите формулу для расчета константы скорости бимолекулярной реакции на основании представлений теории активных столкновений.

12. Запишите основное уравнение теории активных столкновений в таком виде, чтобы получить следующую размерность константы:

а) см³/молекс б) см³/мольс в) л/мольс г) л/молекс

13. Какие причины требуют введения в уравнение для константы скорости бимолекулярной реакции стерического множителя Р?

14. Каков смысл стерического множителя, и в каких пределах может изменяться эта характеристика?

15. Приведите примеры реакций с различным значением фактора Р.

16. Чем различаются понятия «аррениусовская» и «истинная» энергия активации? Получите соотношение, связывающее эти величины.

17. Энергия активации реакции разложения HI составляет 184 кДж/моль. Рассчитайте долю активных молекул при температурах 500 и 1000К.

18. Каков смысл предэкспоненциального множителя в уравнении Аррениуса согласно представлениям теории активных столкновений?

19. Каким образом теория активных столкновений объясняет процесс активации при протекании мономолекулярной газовой реакции?

20. Какие ранние теории мономолекулярных реакций Вы знаете?

21. Рассмотрите схему Линдемана и получите уравнение для скорости мономолекулярной газовой реакции.

22. Каким образом схема Линдемана объясняет изменение порядка реакции с изменением давления газа в системе?

23. Как с помощью схемы Линдемана оценить давление, при котором произойдет смена порядка мономолекулярной газовой реакции?

24. Существует ли с точки зрения схемы Линдемана разница между моно- и бимолекулярными газофазными реакциями?

25. Как объяснить влияние инертных газовых добавок на изменение порядка мономолекулярных реакций?

26. В чем состоит основной недостаток схемы Линдемана?

27. Поясните, каким образом теории Гинщельвуда, Касселя и Слейтера пытаются решить проблему несовпадения экспериментальных и расчетных значений скорости мономолекулярных газовых реакций.

28. Известно, что многие тримолекулярные реакции хорошо описываются с помощью теории активных соударений в предположении механизма, состоящего из последовательности бимолекулярных стадий. Каков порядок реакции ассоциации при высоких и низких давлениях, если она идет с участием инертной частицы М по двухстадийному механизму:а) А+В↔ (k₁, k_-1)АВ* б) АВ*+М(k₂)АВ+ М?

29. В предположении механизма, состоящего из совокупности бимолекулярных стадий, покажите, что реакция А+В+С Р действительно может иметь третий порядок.

30. Какова основная задача теории активированного комплекса (ТАК)? Почему ее иногда называют теорией абсолютных скоростей реакций?

31. Сформулируйте основные положения ТАК.

32. В чем состоит в применении к ТАК адиабатическое приближение?

33. Что понимают под термином «активированный комплекс»? Можно ли рассматривать его как обычную молекулу?

34. Запишите уравнение Морзе и объясните смысл входящих в него величин.

35. Как выглядит график, характеризующий зависимость потенциальной энергии системы из двух атомов от расстояния между ними?

36. Как рассчитать потенциальную энергию системы, состоящей из трех частиц? Запишите и проанализируйте уравнение Лондона.

37. Каким образом изменяется энергия системы в ходе бимолекулярной реакции X+YZ XY+Z?

38. Что понимают под термином «путь реакции»? Поясните ответ с помощью графика и покажите на нем точку, соответствующую образованию в системе активированного комплекса.

39. Каков механизм протекания бимолекулярной реакции согласно ТАК?

40. Запишите выражения для расчета константы равновесия через статистические суммы по состояниям.

41. Отличаются ли по числу колебательных степеней свободы активированный комплекс и обычная молекула? Почему?

42. Получите выражение для расчета константы скорости бимолекулярной реакции в теории активированного комплекса.

43. Что учитывает трансмиссионный коэффициент , и какие значения может принимать эта величина?

44. Приведите примеры реакций с различным значением .

45. Что понимают под эффективной скоростью перехода через энергетический барьер?

46. Зависит ли эффективная скорость от температуры? От концентрации участников реакции?

47. Объясните смысл стерического фактора Р с точки зрения теории активированного комплекса.

48. Как объяснить, что с увеличением молекулярных весов реагирующих молекул фактор Р должен уменьшаться?

49. Запишите термодинамический вариант основного уравнение теории активированного комплекса для реакций, протекающих при V,T=const.

50. Что такое энтропия активации и как ее можно рассчитать?

51. Может ли энтропия активации быть отрицательной величиной?

52. Для некоторой мономолекулярной реакции предэкспоненциальный множитель равен 10¹⁷ сек^-1. Рассчитайте энтропию активации этой реакции.

53. Получите соотношение между S*_P и S*_C

54. Для каких реакций и почему численное значение энтропии активации (S*_P и S*_C) не зависит от выбора стандартного состояния?

55. Как связаны между собой теплота активации и экспериментально определяемая энергия активации?

56. Как можно представить механизм протекания мономолекулярной реакции согласно представлениям ТАК?

57. В чем состоят особенности расчета константы равновесия процесса активации через статистические суммы по состояниям в случае мономолекулярных реакций?

58. Как описываются в теории активированного комплекса тримолекулярные реакции?

59. Какую геометрическую конфигурацию можно предположить для активированного комплекса в реакции 2NO+Cl₂=2NOCl?

60. Как с точки зрения ТАК можно объяснить уменьшение скорости тримолекулярных реакций с ростом температуры?

61. В чем состоят основные достоинства и недостатки теории активированного комплекса?