Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Задача. В реакции А ® В + С с общим порядком, равным единице, константа скорости k1 = 5×10-5 с-1

Читайте также:
  1. Волшебная флейта перестройки: фильм «Город Зеро» как учебная задача.
  2. Воспитательная задача.
  3. Жизнь как задача.
  4. Задача.
  5. Задача.
  6. Задача.

В реакции А ® В + С с общим порядком, равным единице, константа скорости k1 = 5×10-5 с-1. Определите концентрацию веществ А и В и скорость реакции через 1 час и через 5 часов, если начальная концентрация А составляла 0,2 моль/л.

 
 

Решение. Для реакции 1-го порядка справедливо уравнение

где с – текущая концентрация вещества в момент времени

τ, с0 – начальная концентрация, k – константа скорости, τ – время.

Через 1 час

Через 5 часов

Концентрация вещества В находится по стехиометрическому соотно­шению веществ А и В. Из уравнения реакции следует, что концентрация вещества В возрастает на ту же величину, на какую убывает концентрация А, т. к. из 1 моль А получается 1 моль В.

Поэтому через 1 час

Через 5 часов

Рассчитаем скорость реакции по уравнению: υ = k×сА

Через 1 час

Через 5 часов

 

Задача. Для реакции первого порядка А ® 2В определите время, за которое прореагирует 90 % вещества А. Константа скорости реакции k1 = 10-4 с-1.

Решение. После превращения 90 % вещества А его концентрация соста­вит 10% от начальной концентрации, т. е. 0,1 с0.

Из уравнения получим, что

Þ τ = ln 10/k1 = 23026 с = 6,4 ч.

Задача. При изучении кинетики термического разложения ацетона, являющегося реакцией первого порядка, в соответствии с уравнением:

СН3СОСН3(г) ® С2Н4(г) + СО(г) + Н2(г)

получены следующие экспериментальные данные при Т = 802 К: давление в реакторе изменилось от начального р0 = 312 мм. рт. ст. до 408 мм. рт. ст. за 390 с. Рассчитайте константу скорости реакции.

Решение. Все вещества в системе находятся в газообразном состоянии, и, учитывая условия проведения опыта, предполагаем, что они подчиняются законам идеальных газов. Следовательно, концентрация и парциальное давление газа связаны зависимостью

pi=ci×R×T или

 

Þ для реакции I-го порядка

 

 

Если р0 – это начальное давление ацетона в реакционном сосуде, то для решения задачи необходимо определить парциальное давление этого веще­ства к моменту времени, когда общее давление

составило 408 мм. рт. ст.

Из стехиометрии реакции видно, что 1 моль ацетона, распадаясь, обра­зует 3 моль газа. Из закона Авогадро следует, что при уменьшении парци­ального давления ацетона на Dр сумма парциальных давлений образовав­шихся газов составит 3Dр. Таким образом, можно записать

P = p0Dp + 3×Dp

или

408 = 312 + 2×Dp, Dp = 48 мм рт.ст.

Следовательно, парциальное давление ацетона через 390 с после начала опыта составило 312 – 48 = 264 (мм. рт. ст.).

 
 

После подстановки в уравнение получим:

 

Задача.При температуре 100 °С константа скорости реакции второго порядка

2НI(г) ® Н2(г) + I2(г)

равна 8,83×10-16 л/(моль×с). Определите время полупревращения йоди­стого водорода, если начальная концентрация его равна 1 моль/л.

Решение. Для реакции с n = 2:

 
 

Задача. В реакции второго порядка А + В ® D за 1 час концентрации веществ А и В уменьшились по сравнению с начальной с = с = 0,2 моль/л на 30 %. Определите константу скорости и скорость реакции в начальный момент времени и через час после начала реакции.



 

Решение. Концентрации веществ А и В за 1 час уменьшились на

0,3×с0 = 0,06 моль/л. Отсюда, через час концентрации составят

сА = сВ = 0,2 – 0,06 = 0,14 (моль/л).

Для реакции II-го порядка

 

Þ

 

υ0 = kIIc0A c0B = 5,95∙ 10-4∙0,2∙0,2 = 1,38∙ 10-5 моль/(л∙с)

Через 1 час:

υ = kIIcA cB = 5,95∙ 10-4∙0,14∙0,14 = 1,16∙ 10-5 моль/(л∙с)

 

ЗАДАЧА. Рассчитайте изменение константы скорости реакции, имеющей энергию активации 191 кДж/моль, при увеличении температуры от 330 до 400 К.

 

Решение. Зависимость константы скорости реакции от температуры опре­деляется уравнением Аррениуса

или

 

 
 

Логарифм отношения констант скоростей реакции при температурах Т2 и Т1 соответственно равен

где R = 8,31 Дж/(моль×К).

 
 

Подставив в это уравнение данные задачи, получим

 

Загрузка...

Вывод: при увеличении температуры на 70 К скорость реакции возросла в 100000 раз (!)

 

ПРИМЕР. Имеется раствор H3PO4 с массовой долей w = 30% и плотностью r = 1,18 г/см3. Вычислите сМ , сэк , Т, cm и χ H3PO4 в этом растворе.

1. Молярность - ?

Масса 1л раствора равна:

mр-ра= rр-раVр-ра = 1,18×1000 = 1180 г.

В 1 л р-ра:

m(H3PO4) = (mр-ра w)/100% = (1180×30)/100 = 354 г.

M(H3PO4) = 98 г/моль.

v( H3PO4)= m(H3PO4)/M(H3PO4) =354/98 = 3,61 моль.

Þ сМ = 3,61 моль/л, (3,61 М H3PO4).

2. Нормальность -?

Э(H3PO4) =1/3 H34, fэ (H3PO4) = 1/3

в 1 моле H34 содержится 3 моль-эквивалента

Þ в 1 л раствора 3,61×3 = 10,83 моль -экв Н3РО4.

моль/л

сэк = 10,83 моль/л, (10,83 н H3PO4).

3. Титр -?

г/мл

Т= 0,354г/мл/

4. Моляльность - ?

В 100 г раствора: 30 г Н3РО4 и 70 г Н2О.

В 1000 г Н2О:

m (H3PO4)= (1000×30)/70 = 428,5 г.

v(H3PO4) = m(H3PO4)/M(H3PO4) = 428,5/98 = 4,37 моля.

Þ сm = 4,37 моль/1000 г Н2О.

5. Молярная доля - ?

В 1л раствора:

m(H2O) = 1180 – 354 =826 г.

v(H2O) = m(H2O)/M(H2O) = 826/18 = 45,89 молей.

χ (H3PO4 ) = 0,073.

ЗАДАЧА

Р н.п. чистого ацетона(СО(СН3)2) при 20º С равно 23940 Па.

Р н.п. ацетона над раствором, содержащем 5 г камфоры на 200 г ацетона, при той же Т равно 23710 Па. Определите молекулярную массу камфоры.


Дата добавления: 2015-07-10; просмотров: 121 | Нарушение авторских прав


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Задачи к экзамену по дисциплине «Учет и анализ». Заочники. 2015 г.| Решение.

mybiblioteka.su - 2015-2020 год. (0.014 сек.)