Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

6.1 Многовариантное задание № 14 «Расчет кинетических параметров гомогенных химических реакций»




6. 1 Многовариантное задание № 14 «Расчет кинетических параметров гомогенных химических реакций»

           

Используя экспериментальные данные по изменению концентрации исходного вещества во времени для реакции В, заданной в таблице 6. 1, выполните следующие действия:

1. Постройте графики зависимости концентрации с исходного вещества от времени t в координатах lnс = f(t) и 1/с = f(t). По виду графика определите порядок реакции.

2. Рассчитайте константу скорости реакции В.

3. Вычислите концентрацию исходного вещества и продуктов реакции В через t1 с от начала реакции.

4. Рассчитайте время, за которое прореагирует 10% исходного вещества.

5. Определите период полупревращения реакции.

Таблица 6. 1 – Варианты заданий

Время

Концентрация исходного вещества c∙ 103, моль/л

Подварианты:

t, c

Вариант 1       Реакция: 2NO2 = 2NO + O2;      t1 = 200 c

Т = 631 К

Т = 625 К Т = 607 К Т = 618 К Т = 598 К Т = 650 К

1, 0000

1, 0000 1, 0000 1, 0000 1, 0000 1, 0000

0, 8307

0, 8622 0, 9224 0, 8887 0, 9429 0, 7328

0, 7106

0, 7579 0, 8558 0, 7999 0, 8922 0, 5784

0, 6630

0, 7147 0, 8257 0, 7618 0, 8685 0, 5233

0, 6210

0, 6763 0, 7980 0, 7271 0, 8464 0, 4778

0, 4952

0, 5562 0, 7032 0, 6150 0, 7675 0, 3542

t∙ 10-3, c

Вариант 2       Реакция:   2F2O = 2F2 + O2;      t1 = 3∙ 103 c

Т = 543 К

Т = 527 К Т = 580 К Т = 562 К Т = 545 К Т = 573 К

1, 0001

1, 0001 1, 0000 1, 0001 1, 0000 1, 0000
1, 2

0, 9354

0, 9778 0, 5902 0, 8084 0, 9263 0, 6822
2, 4

0, 8796

0, 9558 0, 4189 0, 6782 0, 8623 0, 5176

0, 7445

0, 8965 0, 2236 0, 4574 0, 7153 0, 3006

0, 5939

0, 8121 0, 1257 0, 2964 0, 5568 0, 1767

0, 4220

0, 6838 0, 0672 0, 1740 0, 3851 0, 0970

t, c

           

Вариант 3       Реакция:   2N2O = 2N2 + O2;      t1 = 200 c

Т = 938 К

Т = 880 К Т = 870 К Т = 897 К Т = 904 К Т = 920 К

154, 00

154, 00 154, 00 154, 00 154, 00 154, 00

145, 59

152, 97 153, 29 152, 13 151, 64 149, 98

137, 38

151, 96 152, 57 150, 28 149, 30 146, 09

122, 28

149, 91 151, 14 146, 63 144, 72 138, 53

96, 99

145, 89 148, 26 139, 63 135, 99 124, 65

86, 40

143, 95 146, 91 136, 22 131, 81 118, 21

t, c

           

Вариант 4       Реакция:   С2H5Br = C2H4 + HBr;      t1 = 200 c

Т = 693 К

Т = 677 К Т = 702 К Т = 682 К Т = 708 К Т = 690 К

1, 0000

1, 0000 1, 0000 1, 0000 1, 0000 1, 0000

0, 9277

0, 9713 0, 8814 0, 9612 0, 8380 0, 9385

0, 8605

0, 9434 0, 7767 0, 9240 0, 7021 0, 8808

0, 7404

0, 8897 0, 6033 0, 8538 0, 4928 0, 7759

0, 5481

0, 7917 0, 3637 0, 7289 0, 2429 0, 6021

0, 4717

0, 7465 0, 2825 0, 6735 0, 1706 0, 5303

t, c

           

Вариант 5       Реакция:   2NO2 = 2NO + O2;      t1 = 200 c

Т = 656 К

Т = 627 К Т = 649 К Т = 634 К Т = 666 К Т = 645 К

1, 0000

1, 0000 1, 0000 1, 0000 1, 0000 1, 0000

0, 8123

0, 9183 0, 8447 0, 8987 0, 7623 0, 8610

0, 6839

0, 8489 0, 7313 0, 8160 0, 6160 0, 7558

0, 5196

0, 7372 0, 5764 0, 6889 0, 4452 0, 6074

0, 4639

0, 6919 0, 5211 0, 6391 0, 3910 0, 5529

0, 3509

0, 5837 0, 4048 0, 5257 0, 2862 0, 4362

Продолжение таблицы 6. 1

Время

Концентрация исходного вещества c∙ 103, моль/л

Подварианты:

t∙ 10-3, c

Вариант 6       Реакция: 2F2O = 2F2 + O2;      t1 = 104 c

Т = 523 К

Т = 578 К Т = 534 К Т = 515 К Т = 548 К Т = 550 К

1, 0000

1, 0000 1, 0000 1, 0000 1, 0000 1, 0000
1, 2

0, 9829

0, 6185 0, 9645 0, 9907 0, 9126 0, 9017
2, 4

0, 9664

0, 4474 0, 9307 0, 9814 0, 8393 0, 8212

0, 9199

0, 2447 0, 8433 0, 9543 0, 6765 0, 6475

0, 8514

0, 1394 0, 7289 0, 9132 0, 5110 0, 4787

0, 7415

0, 0749 0, 5730 0, 8399 0, 3433 0, 3147

t, c

Вариант 7       Реакция:        2О3 = 3О2;      t1 = 80 c

Т = 353 К

Т = 347 К Т = 359 К Т = 366 К Т = 360 К Т = 370 К

6, 0000

6, 0000 6, 0000 6, 0000 6, 0000 6, 0000

3, 9426

4, 7768 2, 8120 1, 3763 2, 6044 0, 7152

2, 9797

4, 1030 1, 6970 0, 5153 1, 4931 0, 1729

2, 2519

3, 5248 1, 0235 0, 1932 0, 8557 0, 04226

1, 4798

2, 8059 0, 4794 0, 04404 0, 3712 0, 005201

1, 1186

2, 4101 0, 2898 0, 01643 0, 2128 0, 001300

t∙ 10-3, c

Вариант 8       Реакция: C2H2 + H2 =  С2H4;      t1 = 200∙ 103 c

Т = 748 К

Т = 769 К Т = 820 К Т = 812 К Т = 756 К Т = 793 К

4, 2000

4, 2000 4, 2000 4, 2000 4, 2000 4, 2000

2, 0085

1, 2103 0, 2595 0, 3335 1, 6831 0, 6020

1, 3198

0, 7070 0, 1339 0, 1737 1, 0524 0, 3243

1, 1267

0, 5853 0, 1078 0, 1401 0, 8863 0, 2635

0, 7829

0, 3860 0, 06806 0, 08865 0, 6016 0, 1687

0, 6505

0, 3145 0, 05457 0, 07117 0, 4954 0, 1359

t∙ 10-3, c

Вариант 9       Реакция:   C2H2 + H2 = С2H4;      t1 = 170∙ 103 c

Т = 773 К

Т = 754 К Т = 819 К Т = 807 К Т = 764 К Т = 795 К

4, 0800

4, 0800 4, 0800 4, 0800 4, 0800 4, 0800

1, 0761

1, 7393 0, 2674 0, 3888 1, 3662 0, 5635

0, 6201

1, 1052 0, 1381 0, 2041 0, 8204 0, 3025

0, 5129

0, 9348 0, 1112 0, 1649 0, 6839 0, 2458

0, 3361

0, 6390 0, 07027 0, 1047 0, 4561 0, 1571

0, 2731

0, 5279 0, 05647 0, 08414 0, 3733 0, 1267

t∙ 10-6, c

Вариант 10       Реакция:   HCHO =  H2 + CO;      t1 = 107 c

Т = 880 К

Т = 872 К Т = 833 К Т = 790 К Т = 855 К Т = 800 К

6, 7600

6, 7600 6, 7600 6, 7600 6, 7600 6, 7600
1, 2

3, 9889

4, 3632 5, 8075 6, 5147 5, 0875 6, 4151
2, 4

2, 8293

3, 2209 5, 0904 6, 2865 4, 0782 6, 1033

1, 5113

1, 8042 3, 7142 5, 6883 2, 5565 5, 3269

0, 5920

0, 7315 1, 9536 4, 3188 1, 1396 3, 7407

0, 4539

0, 5639 1, 5794 3, 8547 0, 8923 3, 2558

Продолжение таблицы 6. 1

Время

Концентрация исходного вещества c∙ 103, моль/л

Подварианты:

t, c

Вариант 11       Реакция: CH3OCH3  =  CH4 + H2 + CO;         t1 = 200 c

Т = 825 К

Т = 793 К Т = 782 К Т = 788 К Т = 815 К Т = 803 К

7, 800

7, 800 7, 800 7, 800 7, 800 7, 800

6, 027

7, 342 7, 525 7, 436 6, 615 7, 086

4, 656

6, 910 7, 259 7, 088 5, 610 6, 436

4, 093

6, 704 7, 130 6, 921 5, 167 6, 134

2, 779

6, 122 6, 755 6, 441 4, 035 5, 311

2, 147

5, 762 6, 517 6, 140 3, 422 4, 824

t, c

Вариант 12       Реакция:        2О3 =  3О2;      t1 = 100 c

Т = 343 К

Т = 365 К Т = 358 К Т = 349 К Т = 352 К Т = 340 К

4, 6000

4, 6000 4, 6000 4, 6000 4, 6000 4, 6000

3, 9608

1, 2081 2, 3162 3, 4781 3, 1720 4, 1270

3, 5849

0, 4996 1, 4662 2, 8867 2, 4456 3, 8277

3, 2440

0, 2030 0, 9280 2, 3959 1, 8995 3, 5709

2, 5280

0, 02175 0, 2957 1, 5033 1, 0029 2, 9872

2, 1766

0, 005932 0, 1492 1, 1366 0, 6865 2, 6815

t, c

Вариант 13       Реакция:   CH3COCH3  =  C2H4 + H2 + CO;          t1 = 450 c

Т = 825 К

Т = 833 К Т = 775 К Т = 762 К Т = 780 К Т = 794 К

8, 162

8, 162 8, 162 8, 162 8, 162 8, 162

5, 024

3, 803 7, 809 7, 984 7, 706 7, 258

2, 973

1, 882 7, 494 7, 825 7, 312 6, 496

2, 002

1, 108 7, 277 7, 701 7, 018 5, 996

0, 8162

0, 283 6, 710 7, 408 6, 335 4, 878

0, 6025

0, 187 6, 544 7, 321 6, 133 4, 567

t, c

Вариант 14       Реакция:   2N2O =  2N2 + O2;      t1 = 500 c

Т = 890 К

Т = 837 К Т = 815 К Т = 903 К Т = 855 К Т = 869 К

68, 38

68, 38 68, 38 68, 38 68, 38 68, 38

65, 82

68, 03 62, 84 64, 54 67, 60 67, 10

63, 36

67, 69 57, 97 60, 84 66, 84 65, 88

60, 98

67, 31 52, 74 57, 46 66, 08 64, 64

50, 38

65, 56 34, 65 42, 89 62, 33 58, 82

43, 25

64, 12 24, 43 34, 12 59, 55 54, 59

t, c

Вариант 15       Реакция:   N2O5  =  N2O4 + 0, 5O2;      t1 = 1000 c

Т = 318 К

Т = 313 К Т = 321 К Т = 329 К Т = 326 К Т = 317 К

28, 000

28, 000 28, 000 28, 000 28, 000 28, 000

25, 551

26, 442 24, 824 21, 927 23, 186 25, 763

22, 964

24, 736 21, 564 16, 516 18, 611 23, 373

18, 266

21, 439 15, 951 8, 904 11, 756 18, 956

11, 912

16, 428 9, 072 2, 857 4, 768 12, 840

9, 332

14, 084 6, 591 1, 483 2, 908 10, 283

Продолжение таблицы 6. 1

Время

Концентрация исходного вещества c∙ 103, моль/л

Подварианты:

t, c

Вариант 16       Реакция: С2H5Br =  C2H4 + HBr;      t1 = 1000 c

Т = 680 К

Т = 657 К Т = 665 К Т = 672 К Т = 650 К Т = 689 К

8, 4900

8, 4900 8, 4900 8, 4900 8, 4900 8, 4900

7, 2132

8, 1640 7, 9554 7, 6807 8, 2819 6, 4385

6, 1289

7, 8527 7, 4526 6, 9522 8, 0820 4, 8691

2, 3065

6, 1996 5, 0561 3, 8038 6, 9421 0, 9483

1, 2010

5, 3007 3, 8913 2, 5455 6, 2908 0, 3024

0, 4528

4, 2004 2, 6306 1, 3982 5, 4248 0, 05970

t, c

Вариант 17       Реакция:        С2H4 = C2H2 + H2;      t1 = 500 c

Т=1120 К

Т=1080 К Т=1115 К Т=1136 К Т=1096 К Т=1153 К

8, 590

8, 590 8, 590 8, 590 8, 590 8, 590

7, 075

7, 962 7, 220 6, 537 7, 680 5, 873

6, 014

7, 421 6, 234 5, 291 6, 941 4, 457

4, 626

6, 527 4, 880 3, 817 5, 826 3, 003

4, 148

6, 158 4, 413 3, 343 5, 390 2, 592

3, 759

5, 829 4, 026 2, 979 5, 017 2, 277

t, c

Вариант 18       Реакция:   CH3OCH3  =  CH4 + H2 + CO;          t1 = 1500 c

Т = 777 К

Т = 764 К Т = 769 К Т = 784 К Т = 789 К Т = 795 К

6, 4400

6, 4400 6, 4400 6, 4400 6, 4400 6, 4400

5, 4509

5, 9219 5, 7742 5, 0631 4, 7154 4, 2022

4, 6256

5, 4458 5, 1785 3, 9816 3, 4729 2, 7680

3, 8620

4, 9812 4, 5828 3, 0572 2, 4651 1, 7934

2, 1390

3, 7372 3, 1485 1, 3406 0, 8388 0, 4200

1, 6231

3, 2664 2, 6277 0, 9059 0, 5159 0, 2151

t∙ 10-3, c

Вариант 19       Реакция:   N2O5  =  N2O4 + 0, 5O2;      t1 =1, 70∙ 103 c

Т = 318 К

Т = 307 К

Т = 331 К Т = 313 К Т = 327 К Т = 320 К
15, 000

15, 000

15, 000 15, 000 15, 000 15, 000
0, 5 11, 034

13, 479

5, 702 12, 381 7, 488 10, 381
8, 119

12, 099

2, 114 10, 208 3, 794 7, 166
1, 5 5, 965

10, 853

0, 7991 8, 412 1, 931 4, 956
2, 4 3, 440

9, 020

0, 1414 5, 996 0, 5363 2, 538
2, 9 2, 520

8, 054

0, 0512 4, 923 0, 2744 1, 763

t∙ 10-6, c

Вариант 20       Реакция:   HCHO =  H2 + CO;      t1 = 4, 5∙ 106 c

Т = 842 К

Т = 790 К Т = 815 К Т = 832 К Т = 850 К Т = 862 К

1, 904

1, 904 1, 904 1, 904 1, 904 1, 904

1, 811

1, 887 1, 865 1, 836 1, 786 1, 738

1, 726

1, 871 1, 827 1, 772 1, 681 1, 598

1, 650

1, 855 1, 790 1, 713 1, 590 1, 481

1, 515

1, 824 1, 722 1, 603 1, 432 1, 289

1, 455

1, 808 1, 689 1, 555 1, 362 1, 209

Продолжение таблицы 6. 1

Время

Концентрация исходного вещества c∙ 103, моль/л

Подварианты:

t, c

Вариант 21       Реакция: CH3COCH3  =  C2H4 + H2 + CO;         t1 = 800 c

Т = 298 К

Т = 294 К Т = 305 К Т = 301 К Т = 312 К Т = 319 К

16, 788

16, 788 16, 788 16, 788 16, 788 16, 788

15, 558

16, 089 13, 708 14, 943 10, 016 4, 737

14, 241

15, 318 10, 853 13, 050 5, 465 1, 074

13, 026

14, 556 8, 482 11, 384 2, 988 0, 2489

11, 176

13, 375 5, 675 9, 031 1, 072 0, 01961

10, 144

12, 669 4, 435 7, 750 0, 5418 0, 003771

t, c

Вариант 22       Реакция:        С2H4 = C2H2 + H2;      t1 = 1000 c

Т = 1075 К

Т = 1140 К Т = 1125 К Т = 1088 К Т = 1066 К Т = 1095 К

7, 457

7, 457 7, 457 7, 457 7, 457 7, 457

6, 839

5, 152 5, 640 6, 622 6, 962 6, 480

6, 316

3, 936 4, 573 5, 951 6, 529 5, 728

5, 477

2, 691 3, 303 4, 956 5, 800 4, 653

5, 136

2, 323 2, 906 4, 571 5, 496 4, 250

4, 835

2, 046 2, 590 4, 243 5, 226 3, 915

t∙ 10-3, c

Вариант 23       Реакция: (CH3)2N2 = C2 H6 + N2;      t1 = 2500 c

Т = 560 К

Т = 565 К Т = 554 К Т = 572 К Т = 569 К Т = 553 К

2, 1911

2, 1911 2, 1911 2, 1911 2, 1911 2, 1911
0, 5

1, 8508

1, 7067 1, 9757 1, 4211 1, 5545 1, 9925

1, 5641

1, 3239 1, 7807 0, 9208 1, 1022 1, 8072
1, 5

1, 3186

1, 0312 1, 6049 0, 5976 0, 7813 1, 6463

0, 7932

0, 4849 1, 1741 0, 1630 0, 2795 1, 2326

0, 5668

0, 2942 0, 9555 0, 0686 0, 1408 1, 0207

t∙ 10-6, c

Вариант 24       Реакция:   HCHO = H2 + CO;      t1 =5∙ 106 c

Т = 783 К

Т = 757 К

Т = 764 К Т = 746 К Т = 789 К Т = 805 К
5, 119

5, 119

5, 119 5, 119 5, 119 5, 119
4, 937

5, 050

5, 029 5, 074 4, 894 4, 736
4, 768

4, 981

4, 941 5, 030 4, 689 4, 410
4, 461

4, 853

4, 773 4, 944 4, 325 3, 863
4, 323

4, 790

4, 694 4, 902 4, 164 3, 642
4, 192

4, 730

4, 619 4, 861 4, 013 3, 445

t∙ 10-3, c

Вариант 25       Реакция:   N2O5 = N2O4 + 0, 5O2;      t1 = 500 c

Т = 328 К

Т = 330 К Т = 325 К Т = 333 К Т = 323 К Т = 335 К

32, 344

32, 344 32, 344 32, 344 32, 344 32, 344
0, 24

23, 029

21, 072 24, 523 18, 593 25, 660 16, 842
0, 42

17, 602

15, 277 19, 919 12, 308 21, 564 10, 344
0, 96

7, 701

5, 815 10, 682 3, 162 12, 813 2, 351
1, 56

3, 080

2, 010 5, 345 0, 8867 7, 168 0, 4556
2, 28

1, 027

0, 5445 2, 332 0, 1716 3, 585 0, 06068

Продолжение таблицы 6. 1

Время

Концентрация исходного вещества c∙ 103, моль/л

Подварианты:

t, c

Вариант 26       Реакция:      (CH3)2N2 = C2 H6 + N2;      t1 = 250 c

Т = 565 К

Т = 603 К Т = 551 К Т = 576 К Т = 585 К Т = 595 К

3, 000

3, 000 3, 000 3, 000 3, 000 3, 000

2, 882

1, 543 2, 962 2, 731 2, 495 2, 053

2, 769

0, 793 2, 924 2, 486 2, 073 1, 402

2, 581

0, 248 2, 857 2, 106 1, 505 0, 7217

2, 454

0, 108 2, 812 1, 879 1, 194 0, 4514

2, 334

0, 0471 2, 767 1, 667 0, 9446 0, 2800
               

 

6. 2 Многовариантное задание № 15 «Влияние температуры на скорость химической реакции»

Используя значения констант скорости реакции k1 и k2 при двух значениях температуры Т1 и Т2 (таблица 6. 2), определите энергию активации химической реакции В, предэкспоненциальный множитель в уравнении Аррениуса и константу скорости химической реакции В при температуре Т3.

Вычислите температурный коэффициент Вант-Гоффа g для скорости реакции В в интервале температур Т1 и Т2 и рассчитайте, во сколько раз изменится скорость реакции, если температуру Т1 увеличить на величину D Т (таблица 6. 2).                                                                         

6. 3 Контрольные вопросы

1. Что понимают под средней удельной скоростью химической реакции по какому-то компоненту?

2. В каком случае можно определять скорость через изменение концентрации компонента?

3. Как можно определить скорость реакции по какому-то компоненту в данный момент времени?

4. От каких факторов зависит скорость химической реакции?

5. Какие параметры входят в основное кинетическое уравнение? Физический смысл константы скорости химической реакции.

6. Что понимают под порядком химической реакции?

7. Что характеризует молекулярность химической реакции?

8. В чем причины несовпадения порядка реакции и молекулярности?

9. Что такое период полупревращения?

10. По каким признакам можно отличить реакции 1-го порядка и реакции 2-го порядка?

11. Как скорость большинства химических реакций зависит от температуры? Температурный коэффициент Вант-Гоффа, уравнение Аррениуса.

12. Что понимают под энергией активации химической реакции? Как вычислить эту величину из экспериментальных данных?


 


Таблица 6. 2 – Варианты заданий

         

Температура T3, К, к подвариантам

Вариант Т1, К k1 T2, К k2
7, 700 л/(моль× с) 0, 844 л/(моль× с)
1, 45× 10–2 л/(моль× с) 0, 324 л/(моль× с)
1, 702× 10–5 с–1 4, 635× 10–6 с–1
6, 591× 10–3 с–1 1, 398× 10–3 с–1
3, 400 л/(моль× с) 12, 800 л/(моль× с)
5, 720× 102 л/(моль× с) 0, 6908 л/(моль× с)
5, 0× 103 с–1 9, 3× 102 с–1
7, 114× 102 л/(моль× с) 1, 14× 102 л/(моль× с)
4, 33× 10–3 л/(моль× с) 7, 114× 102 л/(моль× с)
3, 6× 10–6 л/(моль× с) 2, 7× 105 л/(моль× с)
5, 414× 10–6 с–1 1. 27× 10–4 с–1
6, 839× 10–3 с–1 6. 457× 10–2 с–1
9, 20× 10–3 с–1 5. 05× 10–4 с–1
9, 20× 10–5 с–1 1. 98× 10–3 с–1
1, 15× 10–3 с–1 2. 86× 10–4 с–1
2, 60× 10–3 с–1 2. 27× 10–5 с–1
2, 71× 10–2 л/(моль× с) 3. 16× 10–1 л/(моль× с)
1, 39× 10–3 с–1 1. 73× 10–4 с–1
1, 79× 10–3 с–1 4. 12× 10–3 с–1
3, 60× 10–6 л/(моль× с) 8. 56× 10–5 л/(моль× с)
1, 30× 10–4 с–1 2. 66× 10–2 с–1
2, 07× 10–2 л/(моль× с) 7. 64× 10–2 л/(моль× с)
1, 49× 10–4 с–1 6. 75× 10–3 с–1
2, 91× 10–7 л/(моль× с) 1. 32× 10–5 л/(моль× с)
7, 35× 10–4 с–1 9. 06× 10–3 с–1
6, 75× 10–2 с–1 1. 49× 10–4 с–1

Δ T, К, к подвариантам:


ЛИТЕРАТУРА

 

основная

1 Афанасьев, Б. Н. Физическая химия: учеб. пособие для вузов / Б. Н. Афанасьев, Ю. П. Акулова. – СПб.: Лань, 2012. – 464 с.

2 Краткий справочник физико-химических величин / Н. М. Барон и [и др. ]; под ред. А. А. Равделя и А. М. Пономаревой. – 11-е изд. испр. и доп. – М.: ООО «ТИД «Аз-book», 2009. – 240 с.

3 Стромберг, А. Г. Физическая химия: учебник для вузов / А. Г. Стромберг, Д. П. Семченко – 5-е изд. испр. – М.: Высш. школа, 2009. – 527с.

 

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...