Файл: 2_2000_zadachi.pdf

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

Рассчитайте энергию активации и константу скорости при 600С.

2.29. Для реакции пиридина с йодистым метилом в тетрахлорэтане

C5H5N + H3CI = C5H5NCH3+ + I-

определены константы скорости при разных температурах:

предэкспоненциального множителя. К какому типу относится эта реакция (“нормальная”, “медленная” или “быстрая”)?

2.30. Для двух реакций одинакового порядка в аррениусовских координатах lnk = (1/T) пересекаются при значении аргумента 2,8 10-3К-1

Какой вывод вы можете сделать относительно констант скоростей этих реакций и значениях параметров уравнения Аррениуса для них?

2.31. Константа скорости окисления йодистоводородной кислоты пероксидом водорода H2O2 + 2HI = 2H2O + I2 изменяется с температурой следующим образом:

Вычислите энергию активации и константу скорости реакции при

400С.

2.32.Две реакции одинакового порядка имеют разные предэкспоненциальные множители, но их энергии активации различаются на 40 кДж/моль. Рассчитайте отношение их констант скоростей при 600 К.

2.33.Две реакции одинакового порядка имеют одинаковые предэкспоненциальные множители, но их энергии активации различаются на 50 кДж/моль. Рассчитайте отношение их констант скоростей при 500 К.

2.34.В исходном растворе находится 0,1 моля сложного эфира и 0,1 моля щелочи. Объем раствора 1 л. При 100С в течение 15 мин омыляется

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

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

10% эфира, а при 250С за тот же промежуток времени - 20%. Сколько эфира омылится в течение 5 мин при 400С и тех же исходных концентрациях реагентов?

2.35. Для реакции второго порядка А + В продукты время 90% конверсии при начальных концентрациях реагентов [A]0=[B]0= 0,1 моль/л и температуре 300 К равно 200 мин, а при температуре 320 К равно 40 мин. Вычислите время 99% конверсии при 330 К и [A]0=[B]0= 0,01 моль/л.

2.36. Каково время полураспада гидрида кремния SiH4 при 700 К по уравнению

SiH4 = Si + 2 H2 ,

если константа скорости первого порядка для этой реакции равна

2 1013. exp (- 216300/RT). [E] = Дж/моль.

2.37. Константа скорости реакции разложения ацетондикарбоновой кислоты

O=C(CH2COOH)2 O=C(CH3)2 +2CO2 при Т1 = 273,2 равна k1 = 2,46 10-5 мин-1

при Т2 = 313,2 равна k2 = 5,76 10-3 мин-1.

Вычислите время, в течение которого реакция пройдет на 70% при Т = 323,2 К.

2.38. Щелочное омыление этилового эфира уксусной кислоты характеризуется следующими значениями констант скорости при различных температурах:

Найти энергию активации и время прохождения половины реакции при 298 К, если взаимодействуют равные объемы растворов эфира и щелочи с концентрациями 0,0125 моль/л.

2.39.Разложение некоторого вещества является реакцией первого порядка с энергией активации 230120 Дж/моль. При 3000С разложение этого вещества происходит 95% в час. Вычислите температуру, при которой это вещество разлагается 0,1% в минуту.

2.40.Перборат натрия разлагается в соответствии с уравнением

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

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

NaBO3 + H2O NaH2BO3 + 1/2 О2

Процесс разложения является реакцией первого порядка. Константы скорости при 300С и 350С соответственно равны 2,2 10-3мин-1 и 4,1 10- 3мин-1. Вычислить энергию активации реакции и время, в течение которого при 400С разложится 99,99% пербората натрия.

2.41. Константа скорости первого порядка для суммарной реакции разложения N2O5 k = 4,3 1013 exp (-24700/RT) c-1; [EA] = кал/моль.

Рассчитать: а) время полураспада при -100С; б) время за которое реакция пройдет на 90% при 500С.

2.42. Изопропенилаллиловый эфир в первообразном состоянии изомеризуется в аллилацетон и скорость реакции подчиняется уравнению первого порядка. Зависимость скорости от температуры дается уравнением:

k = 1,86 1011 exp (-122500/RT), c-1; [E]= Дж/моль.

Сколько времени потребуется при 1500С, чтобы парциальное давление аллилацетона стало равным 300 мм, если реакция начинается при 760 мм. рт. ст. исходного эфира.

2.43. Некоторая реакция первого порядка имеет энергию активации 104,6 кДж/моль, а величина предэкспонента в уравнении Аррениуса равна 5 1013c-1. При какой температуре время полураспада для данной реакции будет равно: а) 1 мин, б) 30 дней.

2.44. Суммарная реакция термического разложения бромистого этила подчиняется уравнению первого порядка, и удельная скорость реакции дается выражением:

k = 3,8 1014 exp (-54800/RT), c-1; [E] = кал/моль.

Определить температуру при которой, при которой:

а) бромистый этил разлагается со скоростью 1% в секунду; б) за один час разлагается 70% вещества .

2.45.Определите длину свободного пробега молекулы водорода, имеющий диаметр 2,7 10-10м, при температуре 1000С и давлении 1 атм.

2.46.Рассчитайте длину свободного пробега молекул брома при температуре 298 К и концентрации 1 моль/л, =3,5.

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

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

2.47. При каком давлении средняя длина свободного пробега атомов аргона ( = 2,9) становится сравнимой с диаметром содержащего его пузырька объемом 1 см3?

2.48.Сколько соударений испытывает молекула азота ( = 0,32 нм) за одну секунду при температуре 2000С и давлении:

а) 1 атм,

б) 10 атм, в) 10-6 атм ?

2.49.Определите число двойных столкновений молекул кислорода О2, имеющих диаметр 3,56 10-10м, в 1 м3 за 1 с при давлении 1,33 103 Па, t 200С.

2.50.Рассчитайте число столкновений в 1 см3 воздуха, состоящего в основном из азота (79%) и кислорода (21%) при 298 К и общем давлении 1 атм:

а) между молекулами кислорода ( = 3,56); б) между молекулами кислорода и азота ( = 3,2 ).

2.51.Рассчитайте число столкновений молекул аммиака , имеющих диаметр

3 10-10 м, в 1 м3 за одну секунду при давлении 1 атм и температуре 250С. Как изменится это число при повышении температуры на 100С при постоянном объеме?

2.52.Рассчитайте число столкновений молекул диоксида углерода ( = 4,6 )

в1 см3 при давлении 1 атм? Как изменится эта величина, если давление увеличить вдвое? T =400 K.

2.53.Чему равна доля активных столкновений в реакциях с энергией активации 100 кДж/моль при температуре: а) 300 К; б) 500 К; в) 1000 К?

2.54.Рассчитайте константу скорости реакции между йодом и водородом при

температуре 5000С, если средний диаметр столкновений составляет 2 10- 10 м, а энергия активации 167 кДж/моль.

2.55.Окисление оксида азота озоном являетс бимолекулярной реакцией с

энергией активации 9,6 кДж/моль:

NO + O3 = NO2 + O2.

Газокинетический диаметр молекулы азота равен 3 , а молекулы озона

-4 . Определите теоретическое число молекул, реагирующих в 1 м3

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

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

теоретическое значение предэкспонента уравнения Аррениуса для

2.56. Определите стерический фактор реакции пара-орто-превращения водорода по реакции H + p-H2 = o-H2 + H, если константа скорости этой реакции при 270С равна 7,3 104 л/(моль с), а энергия активации – 34,3 кДж/моль. Газокинетический диаметр молекул водорода 2,7, а атомов водорода - 1,35.

2.57. Для реакции разложения диоксида азота 2NO2 = 2NO + O2 предэкспоненциальный множитель уравнения Аррениуса равен 4 109 л/(моль с). Рассчитайте стерический фактор этой реакции, если газокинетический диаметр молекулы диоксида азота равен 3,6 , а температура 500 К.

2.58.Диаметр метильного радикала равен 3,8 10-10. Какова максимальная константа скорости реакции второго порядка для рекомбинации радикалов при комнатной температуре. Трансмиссионный коэффициент принять равным 1, а энергию активации - 0.

2.59.Димеризация бутадиена в газовой фазе является реакцией 2 -го порядка.

Эффективный диаметр молекул бутадиена равен 5.10-10 м. В таблице даны значения констант скорости реакции димеризации бутадиена в зависимости от температуры:

Вычислите энергию активации и значение предэкспонента уравнения Аррениуса. Рассчитайте значение предэкспонента по теории столкновений и сопоставьте его с опытным значением. К какому типу (“нормальные“, “медленные“ или “быстрые“) относится рассматриваемая реакция?

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