Файл: 3_2000_zadachi[1].pdf

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

3.3Задачи . Кинетика сложных реакций

3.1.Для следующего гипотетического механизма реакции:

а) написать выражения для скорости изменения концентрации каждого вещества А, В и С;

б) получить выражение для квазистационарной концентрации промежуточного вещества В через концентрации реагента А и продукта С;

в) С учетом результата б) получить результаты для скорости исчезновения вещества А и для скорости образования вещества С.

3.2. Для реакции разложения пентоксида диазота

N2O5 = 2NO + 1/2O2

при 700 К предложен следующий механизм:

Выведите кинетическое уравнение реакции, используя метод квазистационарных концентраций для NO и NO3. Согласуется ли этот механизм со следующими данными?

Рассчитайте наблюдаемую константу скорости реакции.

3.3.Реакция взаимодействия катализатора Уилкинсона RhClL3, где L=P(C6H5)3, с водородом, приводящая к образованию активной формы этого катализатора RhClL2H2, способной вести процесс гидрирования алкенов, может быть описана следующей схемой:

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

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

Используя метод квазистационарных концентраций для RhClL2, выведите уравнение расходования водорода. В каких условиях наблюдается первый порядок по водороду?

3.4. Предполагается, что реакция в растворе

I- + OCl- = OI- +Cl-

имеет следующий механизм

Причем в первой и третьей реакцией быстро устанавливается равновесие, а вторая стадия является лимитирующей. Выведите кинетическое уравнение реакции, соответствующее этому механизму. Оказывает ли какое-либо вещество тормозящее влияние?

3.5.Для гомогенной реакции превращения пара-водорода, имеющего антипараллельные спины протонов, в орто-водород с параллельными спинами ядер предложен следующий механизм:

k1

Н2 + М 2 H + M

k2

H + p-H2o-H2 + H

k3

2 H + M Н2 + М

M - некоторая частица, которая служит для подвода и отвода энергии ре. Выведите уравнение для скорости образования o-H2, используя метод квазистационарных концентраций. Каков наблюдаемый порядок конверсии пара-орто-водорода?

3.6. Для реакции гомогенного пиролиза этана, протекающей по основному маршруту

C2H6 = C2H4 + H2 ,

предложен следующий механизм:

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

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

Выведите кинетическое уравнение образования этилена, используя метод квазистационарных концентраций. Каков порядок реакции по реагенту в этом уравнении? Тормозится ли реакция продуктами? Есть ли в механизме лимитирующая стадия?

3.7.Реакция термического разложения ацетальдегида характеризуется следующим стехиометрическим уравнением основного маршрута:

Каков наблюдаемый порядок реакции в кинетическом уравнении образования метана, если реакция протекает в квазистационарном режиме? Имеется ли в этом механизме лимитирующая стадия?

3.8. Предложите механизм реакции

2NO + 2H2 = N2 + 2H2O ,

зная, что скорость реакции подчиняется уравнению

3.9. Реакция термического разложения азотной кислоты при 4000С описывается уравнением

2HNO3 = H2O + O2 + NO2 + NO

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

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

и протекает по механизму

Выведите уравнение скорости расходования азотной кислоты в квазистационарном режиме. Как изменится порядок реакции по реагенту по мере увеличения степени конверсии? Какой из продуктов оказывает тормозящее действие?

3.10. Предложен следующий механизм для гомогенного пиролиза метана

2CH4 = C2H6 + H2

М - некоторая молекула (возможно, CH4 или C2H6), которая отводит энергию рекомбинации. На основе принципа стационарного состояния, выведите уравнение для скорости образования C2H6.

3.11. Реакция термического распада пентоксида диазота

N2O5 = 2NO + 1/2O2

характеризуется следующим механизмом:

Выведите уравнение для скорости реакции, используя метод квазистационарных концентраций для активных промежуточных частиц NO и NO3. Определите, какая стадия является лимитирующей.

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

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

3.12. С помощью метода стационарных концентраций выведите выражение для скорости реакции хлора с водородом по следующей схеме:

где М - некоторая частица активирующая процесс диссоциации молекул хлора. Скорость реакции примите равной половине скорости по продукту (HCl). В промежуточных и конечном кинетических уравнениях пренебрегите членами, содержа-

щими парные произведения констант скоростей зарождения и обрыва цепи - k1, k4, k5 и k6 .

3.13.Кинетика термического распада дихлорэтана в газовой фазе описывается уравнением

Согласуется ли вышеприведенное уравнение скорости со следующей схемой цепного механизма реакции?

Используйте метод квазистационарных концентраций.

3.14. Реакция между пероксидом водорода и ионом Fe2+

Fe2+ + H2O2 = Fe3+ + H2O + 1/2 O2

идет по следующей схеме:

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