2. Решение задач на тему «Кинетика химических реакций».

2. Решение задач на тему «Кинетика химических реакций».

2-1. В реакции 2-го порядка A + B ®D начальные концентрации веществ A и B равны, соответственно, 2, 0 моль/л и 3, 0 моль/л. Скорость реакции равна    1, 2·10^-3 моль/(л^. с) при С(A) = 1, 5 моль/л. Рассчитайте константу скорости и скорость реакции при С(B) = 1, 5 моль/л.

2-2. Скорость реакции 2-го порядка A + B® D равна 2, 7·10^-7 моль/(л·с) при концентрациях веществ A и B, соответственно, 3, 0·10^-3 моль/л и 2, 0 моль/л. Рассчитайте константу скорости.

2-3. В реакции 2-го порядка A + B® 2D начальные концентрации веществ A и B равны по 1, 5 моль/л. Скорость реакции равна 2, 0·10^-4 моль/(л·с) при           С(A) = 1, 0 моль/л. Рассчитайте константу скорости и скорость реакции при С(B)  = 0, 2 моль/л.

2-4. В реакции 2-го порядка A + B® 2D начальные концентрации веществ A и B равны, соответственно, 0, 5 и 2, 5 моль/л. Во сколько раз скорость реакции при С(A)= 0, 1 моль/л меньше начальной скорости?

2-5. При помощи правила Вант-Гоффа вычислите, при какой температуре реакция закончится через 15 мин, если при 20 ^оС на это требуется 2 ч. Температурный коэффициент скорости равен 3.

2-6. При повышении температуры с 60 до 70 º С скорость реакции возросла в 2 раза. Вычислите температурный коэффициент скорости реакции.

2-7. В необратимой реакции 1-го порядка за 20 мин при 125 ^оС степень превращения исходного вещества составила 60%, а при 145 ^oC такая же степень превращения была достигнута за 5, 5 мин. Найдите константы скорости и энергию активации данной реакции.

2-8. Реакция 1-го порядка при температуре 25 ^оС завершается на 30% за 30 мин. При какой температуре реакция завершится на 60% за 40 мин, если энергия активации равна 30 кДж/моль?

2-9. Установлено, что реакция 2-го порядка (один реагент) завершается на 75% за 92 мин при исходной концентрации реагента 0, 24 М. Какое время потребуется, чтобы при тех же условиях концентрация реагента достигла 0, 16 М?

2-10. Реакция первого порядка протекает на 30% за 7 мин. Через какое время реакция завершится на 99%?

2-11. Период полураспада радиоактивного изотопа ¹³⁷Cs, который попал в атмосферу в результате Чернобыльской аварии, - 29, 7 лет. Через какое время количество этого изотопа составит менее 1% от исходного?

2-12. Период полураспада радиоактивного изотопа ⁹⁰Sr, который попадает в атмосферу при ядерных испытаниях, - 28, 1 лет. Предположим, что организм новорожденного ребенка поглотил 1, 00 мг этого изотопа. Сколько стронция останется в организме через а) 18 лет, б) 70 лет, если считать, что он не выводится из организма?

3. Задачи для аудиторной самостоятельной работы.

3-1. Как изменится скорость реакции взаимодействия тиосульфата натрия с серной кислотой, если реагирующую смесь разбавить в 3 раза?

3-2. Реакция идет по уравнению: Н₂ + I₂ = 2 HI. При 508 °С константа скорости этой реакции равна 0, 16 л·моль^-1·мин^-1. Вычислите начальную скорость реакции, если исходные концентрации реагирующих веществ были:                    С(Н₂) = 0, 04 моль/л; С(I₂) = 0, 05 моль/л. Чему будет равна скорость этой реакции, когда C(Н₂) понизится до 0, 03 моль/л?

3-3. Найдите, во сколько раз увеличится скорость реакции при повышении температуры на 100 °С, если температурный коэффициент скорости реакции равен 3?

3-4. Если температурный коэффициент скорости реакции равен 2, то во сколько раз увеличится скорость химической реакции при повышении температуры от 200 до 500 °С?

3-5. Константа скорости для реакции первого порядка SO₂Cl₂ = SO₂ + Cl₂ равна 2, 2·10^-5 с^-1 при 320 ^оС. Какой процент SO₂Cl₂ разложится при выдерживании его в течение 2 ч. при этой температуре?

3-6. Константа скорости реакции 1-го порядка 2N₂O_5(г)® 4NO_2(г) + O_2(г)  при     25 ^оС равна 3, 38· 10^-5 с^-1. Чему равен период полураспада N₂O₅? Чему будет равно давление в системе через а) 10 с, б) 10 мин, если начальное давление было равно 66, 6 кПа.

4. Задачи для внеаудиторной самостоятельной работы.

4-1. Реакция взаимодействия оксида азота (II) с кислородом 2NO + O₂ = 2NO₂ является реакцией третьего порядка. Как изменится скорость этой реакции, если концентрацию оксида азота (II) увеличить в 2 раза, а концентрацию кислорода – в 3 раза?

4-2. Сколько времени потребуется для омыления гидроксидом натрия 99 % уксуснометилового эфира, если начальные концентрации растворов эфира 0, 015, а гидроксида натрия 0, 03 моль/л? Константа скорости реакции равна              2, 5 л·моль^-1·мин^-1.

4-3. При 150 °С химическая реакция заканчивается за 16 мин. Принимая температурный коэффициент скорости реакции равным 2, 5, рассчитайте, через сколько минут закончилась бы эта реакция при 200 °С и при 80 °С?

4-4. Скорость некоторой реакции при охлаждении с 60 до 30 °С уменьшилась в 8 раз. Чему равен температурный коэффициент этой реакции?

4-5. Реакция 1-го порядка при температуре 25 ^оС завершается на 70% за 15 мин. При какой температуре реакция завершится на 50% за 15 мин, если энергия активации равна 50 кДж/моль?

4-6. Константа скорости реакции первого порядка равна 4, 02·10^-4 с ^-1 при 393 К и 1, 98·10^-3 с ^-1 при 413 К. Рассчитайте предэкспоненциальный множитель для этой реакции.

4-7. Реакция CH₃CH₂NO₂ + OH^- ®H₂O + CH₃CHNO₂^- имеет второй порядок и константу скорости k = 39, 1 л/(моль·мин) при 0 ^оС. Был приготовлен раствор, содержащий 0, 004 моль/л нитроэтана и 0, 005 моль/л NaOH. Через какое время прореагирует 90% нитроэтана?

4-8. Константа скорости рекомбинации ионов H⁺ и ФГ^- (фенилглиоксинат) в молекулу НФГ при 298 К равна k = 10^{11, 59} л/(моль·с). Рассчитайте время, в течение которого реакция прошла на 99, 999%, если исходные концентрации обоих ионов равны 0, 001 моль/л.

4-9. Скорость окисления бутанола-1 хлорноватистой кислотой не зависит от концентрации спирта и пропорциональна [HClO]². За какое время реакция окисления при 298 К пройдет на 90%, если исходный раствор содержал 0, 1 моль/л HClO и 1 моль/л спирта? Константа скорости реакции равна                k = 24 л/(моль· мин).

4-10. При определенной температуре 0, 01 М раствор этилацетата омыляется 0, 002 М раствором NaOH на 10% за 23 мин. Через сколько минут он будет омылен до такой же степени 0, 005 М раствором KOH? Считайте, что данная реакция имеет второй порядок, а щелочи диссоциированы полностью.

⇐ Предыдущая21222324252627282930Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: