Решение задач по теме "Кинетика химических реакций"

1. Решение задач по теме
«Кинетика химических
реакций»

2. Задача 1
• .
• Определите порядок реакции
взаимодействия уксуснометилового эфира со
щелочью на основе следующих данных:
• Время, мин 3 5 10 25
• С(NaOH),
• моль/л 0,0074, 0,00634, 0,00464, 0,00254
• , Исходные концентрации эфира и щелочи
одинаковы и составляли 0,01 моль/л.

3. Решение
1,0
0074,0
01,0
lg
3
3,2
1 ==k
091,0
00634,0
01,0
lg
5
3,2
2 ==k
077,0
00464,0
01,0
lg
10
3,2
3 ==k 055,0
00254,0
01,0
lg
25
3,2
4 ==k

4. 7,11
0074,001,03
0074,001,0
1 =
⋅⋅
−
=k 54,11
00634,001,05
0634,001,0
2 =
⋅⋅
−
=k
56,11
00464,001,010
00464,001,0
3 =
⋅⋅
−
=k 75,11
00254,001,025
00254,001,0
4 =
⋅⋅
−
=k

5. Задача 2
• Для реакции омыления
уксусноэтилового эфира при большом
избытке воды константа скорости при
200С равна 0,00099 мин-1, а при 400С
ее величина составляет 0,00439 мин-1.
Определить энергию активации и
константу скорости реакции при 300С.

6. Решение

8. Задача 3
• Реакция H2 + Cl2 идет по радикально-
цепному механизму. Ее может
инициировать синий или
ультрафиолетовый свет (разрывается
связь Cl – Cl,
• Едисс.=242 кДж/моль) или нагревание
(разрывается та же связь, так как для
связи Н – Н Едисс=436 кДж/моль).

9. • При малой скорости инициирования
реакция идет спокойно. При этом, в
соответствии с принципом
стационарности Боденштейна, скорость
изменения концентрации всех активных
частиц (их концентрация пренебрежимо
мала по сравнению с Н2 и Cl2) можно
приравнять нулю, то есть суммарная
скорость их образования равна
суммарной скорости расходования.

10. • Вопросы
• 1.Запишите полный механизм
термической реакции (реакции
инициирования, продолжения и обрыва
цепи) в предположении, что обрыв
цепей происходит в результате
рекомбинации атомов хлора.

11. • 2.Используя принцип стационарности,
докажите, что скорости двух реакций
продолжения цепи с константами
скорости k1 и k2 равны друг другу, а
скорость стадии инициирования равна
скорости стадии обрыва цепи.

12. • . Обе стадии продолжения цепи –
элементарные реакции, константы
скорости которых определяются
уравнением Аррениуса:
• ,
• Где А1 = А2 = 1011
л/моль с, Е1 = 25
кДж/моль, Е2 = 2 кДж/моль. Исходя из
этих значений, докажите, что обрыв
цепей происходит почти исключительно
на атомах хлора.
• Указание: состав исходной смеси 1:1; t
= 2000
C, R=8,31 Дж/моль К);






−=
RT
E
Ak 1
11 exp 





−=
RT
E
Ak 2
22 exp

13. • Выведите кинетическое уравнение, т.е.
зависимость скорости образования HCl
от концентраций исходных веществ – Н2
и Cl2.
• 5. Определите частные порядки
реакции по Н2 и Cl2, т.е. степени x и y в
уравнении и полный порядок реакции n
= x + y.

14. Решение
• Инициирование :
Cl2→k ин
2Сl
• Две реакции продолжения цепи:
• Cl + H2→k 1
HCl + H,
• H + Cl2→k 2
HCl + Cl,
• Обрыв цепи:
• Cl + Cl + M →k обр
Cl2 + M.

15. • rH = k1[Cl][H2] – k2[H][Cl2] = 0
• k1[Cl][H2]=k2[H][Cl2], то есть r1 = r2.
RCl= 2kин[Cl2] – k1[Cl][H2] +2kобр[Cl]2
[M] = 0,
откуда
• Kин [Cl2] = kобр[Cl]2
[M].

16. rr HCl =k1[Cl][H2] + k2[H][Cl2] = 2 k1[Cl][H2].

17. Kин [Cl2] = kобр[Cl]2
[M]:
r HCl =2 k1[Cl][H2] =