Файл: 1_2000_zadaсhi.pdf

1

1.4.Задачи. Расчёт констант скоростей и текущих концентраций.

1.1.В реакции окисления метана CH4 + 2O2 = CO2 + H2O, протекающей с постоянной скоростью ,в течение 5 мин. в сосуде объемом 0.5 л при 500оС образуется

5.10-4 моль воды. Рассчитайте скорость реакции в Па/мин.

1.2.Раствор вещества А смешивается с равным объемом вещества В, содержащим

такое же число молей В. Происходит реакция А + В = D Через час оказалось, что прореагировало 75% А. Сколько А останется в растворе через 2 часа, если реакция имеет:

а) первый порядок по А и нулевой по В? б) первый порядок по обоим веществам?

в) нулевой порядок по обоим веществам?

1.3.Константа скорости реакции первого порядка равна 2,5.10-5 с-1 Какова будет скорость реакции в моль/(см3. с) при концентрации реагирующего вещества 2,0.10-3

моль/см3?

1.4. Если константа скорости для реакции первого порядка А продукты равна 1,5.10-4 с-1, то каков наклон прямой lg рА относительно оси времени в с?

1.5.Время полупревращения вещества А равно 10 годам (реакция протекает по зако-

ну первого порядка). В сосуд объемом 0,2 л введено некоторое количество этого

вещества. Измерение его концентрации, проведенные через 30 и 35 мин после начала опыта, показали, что за время между двумя замерами распалось 2. 1010 частиц. Чему равна начальная концентрация вещества А ?

1.6.Если время полупревращения радиоактивного распада радия 1590 лет, то какова

константа скорости реакции? (Распад идёт как реакция первого порядка. )

1.7.Какова константа скорости реакции первого порядка, если за 15 мин она протекает на 20% ?

1.8.Термическая диссоциация окиси этилена протекает по уравнению

Н2С – СН2 = СН4 + СО

О

При 687,7о и V=const общее давление реакционной смеси, измеренное в мм рт.

ст., изменяется со временем следующим образом:

Вычислите константу скорости, зная, что реакция идет по первому порядку.

1.9. Разложение N2О5 является реакцией первого порядка. Если в системе давление N2O5 через 10 мин составляло 69,2 мм рт.ст., а через 30 мин 39,6 мм рт.ст., то

какова константа скорости реакции?

1.10.Превращение пероксида бензоила в дифениловый эфир (реакция первого порядка) при температуре 60oС прошла за 10 мин на 75%.Вычислить константу скоро-

сти реакции.

Студенческий портал МИТХТ http://www.mitht.org

2

1.11.Как изменится степень превращения некоторого количества газообразного пентоксида диазота за один и тот же промежуток времени, если исходный газ сжать до половины объема при постоянной температуре (реакция протекает по перво-

му порядку)?

1.12. Реакция первого порядка проходит на 25% а 35 мин. Какова величина константы скорости этой реакции в с-1? Сколько исходного вещества останется непрореагировавшим через 5 ч?

1.13. Газообразный азометан разлагается по реакции первого порядка

H3CN2CH3 C2H6 + N2.

Начальное давление чистого азометана при 287оС составляло 160 мм рт. ст. Если общее давление через 100 с достигло 161,6 мм рт. ст., то какая часть азометана

при этом разложилась? Какова константа скорости этой реакции? Какое время потребуется для того, чтобы половина азометана разложилась при той же температуре, если начальное давление было 80 мм рт. ст.?

1.14.Период полураспада изотопа полония 210Ро составляет 140 дней. Вычислить кон-

станту скорости распада полония.( Реакция первого порядка. ) Сколько времени потребуется, чтобы распалось 80% данной массы полония-210 ? Какая доля исходного количества распадается за один день?

1.15.Период полураспада изотопа 11С равен 20 мин. Какая часть исходного количест-

ва останется через 3 ч, если распад изотопа идет как реакция первого порядка.

1.16.Реакция распада -аллильного комплекса палладия в водных растворах описы-

вается следующим стехиометрическим уравнением:

-C3H5PdCl NH2(C2H5)2 = [C3H5NH2(C2H5)2]Cl + Pd0

Изменение концентрации -аллильного комплекса во времени при 700С характеризуется следующими значениями:

Подтвердите выполнимость первого порядка реакции и рассчитайте значение константы скорости и концентрацию комплекса через 700 минут после начала

реакции.

1.17. Константа скорости реакции первого порядка 3,5.10-4 с-1 а) какова начальная скорость, если исходная концентрация реагента

0,1 моль/л?

б) какова скорость реакции в момент, когда реакция пройдет на 90%?

в) сколько времени потребуется, чтобы реакция прошла на 90%?

1.18.Концентрация трития в воздухе приблизительно 5.10-15 моль/л. Период полурас-

пада трития около 12 лет. Через сколько лет распадется 90% трития, если не учитывать пополнения содержания трития в воздухе за счет других процессов? ( Реакция первого порядка. )

Студенческий портал МИТХТ http://www.mitht.org

3

1.19.Нитрование п-нитротолуола (пнт) азотной кислотой в концентрированных водных

растворах серной кислоты идёт как реакция первого порядка, если азотная кислота взята в избытке. Реакцию проводили при температуре 25оС в 74,5%Н2SО4. Концентрация п-нитротолуола изменялась следующим образом:

Концентрация азотной кислоты равнялась 5,46.10- 1моль/л. Определите константу скорости реакции и время полупревращения.

1.20.20% раствор тростникового сахара, имевший правое вращение в 34,5о, инвертируется в 0,5N молочной кислоте при Т=298оК. Вращение плоскости поляризации раствором по истечении 1435 мин достигает +31,10о, после 11360 мин оно равно

+13,96о, наконец, после полной инверсии равно -10,7о(смесь продуктов инверсии вращает плоскость поляризации влево). Имея в виду, что реакция протекает по

уравнению первого порядка, вычислить константу скорости инверсии, и определить, сколько времени потребуется, чтобы инверсии подверглось 90% сахара?

1.21.Реакция разложения диметилового эфира в газовой фазе

(СН3)2О = СН4 + СО + Н2

подчиняется уравнению первого порядка. Было установлено, что при данной

температуре некоторое количество диметилового эфира имело исходное давление 300 мм рт. ст., а через 10 с давление повысилось до 308,1 мм рт. ст. Через какой промежуток времени давление достигнет 600 мм рт. ст. и какое время потребуется затем для того, чтобы давление достигло 608,1 мм рт. ст.?

1.22.Реакция распада -аллильного комплекса палладия в водных растворах описы-

вается следующим стехиометрическим уравнением:

-C3H5PdCl NH(C2H5)2 = [C3H5NH(C2H5)2]Cl + Pd0

Изменение концентрации -аллильного комплекса во времени при 700С характе-

ризуется следующими значениями:

Подтвердите выполнимость первого порядока реакции и рассчитайте значение

константы скорости и время полупревращения.

1.23. Константа скорости первого порядка для реакции:

луолсульфоната) при 25оС были получены следующие спектрофотометрические

данные при длине волны 261 нм.

Студенческий портал МИТХТ http://www.mitht.org

4

где D- оптическая плотность раствора, пропорциональная концентрации метилтозилата.

Покажите, что реакция подчиняется первому порядку, и определите константу скорости.

1.25.Метилацетат подвергся гидролизу в 1 N раствора HCl при 250. Через опреде-

ленные интервалы из раствора отбираются пробы одинакового объема и титруются раствором NaOH. Покажите, что реакция подчиняется первому порядку и рассчитайте константу скорости на основании следующих данных:

1.26. В таблице приведены данные по кинетике разложения гексафенилэтана (А): (C6H5)3C-C(C6H5)3 2(C6H5)3C

при 00С в смеси толуола и анилина.

Графическим методом подтвердите первый порядок реакции и определите из графика среднее значение константы скорости при 00С.

1.27.Скорость реакции второго порядка равна 4,5.10-7 моль/см3. с при концентрации

одного реагента 1,5 .10-2 моль/л и другого 2,5.10-3 моль/л Рассчитайте константу скорости в см3 /(моль/с), в л/(моль.мин), в л/(моль.с), в

м3/(кмоль.с).

1.28.При смешении 1 л О.О5 М раствора NaOH И 1 л 0.05 М раствора этилацетата реакця омыления протекает на 50% в течение 16,8 мин. Реакция второго порядка. Определите константу скорости.

1.29.Скорость реакции распада А продукт подчиняется уравнению второго порядка.

При изучении изменения концентрации А во времени получены следующие ре-

зультаты :

Для каждой пары точек подсчитайте значение константы скорости реакции.

1.30.Реакция амина и иодистого алкила протекает по уравнению :

(С2Н5)3NH3Cl = [(C2H5)3NCH3]+Cl-

Скорость реакции в нитробензоле определялась при 25оС, причем найдено, что

Студенческий портал МИТХТ http://www.mitht.org

5

х, моль/л 0,00876 0,01066 0,01208 0,01392 0,01476 0,01538

х - количество триэтиламина, прореагировавшее за время .

Начальные концентрации амина и иодистого алкила равны 0,0198 моль/л. Реакция второго порядка. Определите константу скорости.

1.31. Реакция иодирования -фенилпропиоловой кислоты:

С6Н5С=С-СООН +I2 C6H5Cl=ClCOOH

( , -дийодкоричная кислота)

подчиняется кинетическому уравнению второго порядка. Исходные величины были взяты в эквивалентных количествах. Кинетику реакции изучали, определяя

концентрацию иода титрованием проб тиосульфатом. В таблице приводятся данные по кинетике реакции при 24,8оС. Определите среднее значение константы скорости реакции.

1.32. Реакция между пропионовым альдегидом и синильной кислотой в водном рас-

творе является реакцией второго порядка. При 25оС были получены следующие

данные

Рассчитайте константу скорости реакции.

1.33. Вытеснение бромида тиосульфат-ионом изучалась при 37,5оС: n-C3H7Br +S2O32- =C3H7S2O3- +Br-

Концентрация тиосульфат-иона в ходе реакции определялась титрованием его иодом. были получены следующие данные

Рассчитайте константу скорости реакции, если по каждому реагенту порядок

первый, а общий порядок реакции - второй.

1.34. Раствор уксусноэтлового эфира 0,01N концентрации омыляется при 25оС 0,002N раствором NaOH на 10% в течение 23 мин. За какое время тот же раствор эфира

омыляется до такой же степени растворами NaOH концентрации а) 0,007 N, б) 0,010 N, в) 0,005 N ?

1.35. В реакции второго порядка между А и В начальная скорость имеет величину

7 .10-8моль/л при начальной концентрации А = 0,1 моль/л и В =0,03 моль/л. Какова константа скорости реакции? Через сколько времени реакция пройдет на

10%?

Студенческий портал МИТХТ http://www.mitht.org