Условие задачи
1. Простые и сложные химические реакции. Приведите примеры и дайте пояснение этих понятий.
2. Назовите основные постулаты химической кинетики, которые используются при составлении уравнений сложных многостадийных химических процессов. Изложите суть этих постулатов.
3. Изобразите кинетическую схему обратимой реакции 1-го порядка. Запишите систему дифференциальных уравнений для описания скоростей отдельных стадий сложной реакции и реакции в целом. Приведите интегральные формы кинетического уравнения обратимой реакции 1-го порядка, на основе которых могут быть рассчитаны константы скоростей прямой и обратной реакций.
4. Изобразите кинетическую схему для 2-х параллельных реакций 1-го порядка. Запишите систему дифференциальных уравнений для описа-ния скоростей элементарных стадий процесса и реакции в целом. Приве-дите интегральные формы кинетического уравнения, позволяющие рассчи-тывать константы скоростей элементарных стадийреакции.
5. Запишите систему дифференциальных уравнений для описания скоростей последовательной реакции 1-го порядка (реакция D), если реакция протекает в соответствии со схемой
6. Приведите интегральные формы кинетического уравнения для расчёта концентрации каждого из трёх реагентов (А, В и С) последовательной реакции 1-го порядка (реакция D).
7. Приведите формулу для расчёта времени достижения максимальной концентрации промежуточного вещества Bи рассчитайте (значения констант скоростей взять в табл. 6)
8. Приведите формулу для расчёта максимальной концентрации про-межуточного вещества В и вычислите
9. Сделайте вывод о том, как изменяется (возрастает или уменьша-ется) величина максимальной концентрации промежуточного вещества В при изменении отношения констант скоростей промежуточных стадий последовательнойреакции D.
10. Определите время, за которое концентрация исходного реагента А в реакции Dснизится вдвое, т.е. прореагирует половина вещества А.
11. Найдите время, отвечающее точке перегиба на кривойзависимо-сти концентрации продукта CреакцииDот времени, т.е.
12. Вычислите концентрации всех трёх реагентов (А, В и С) для реакции Dв момент времени
13. На основе данных (табл. 6) о величинах констант скоростей элементарных стадий
последовательной реакции 1-го порядка рассчитайте концентрации моль/дм3 ) реагентов A, B и C в различные моменты времени 2, 3, 5, 7, 10, 13 и 20 мин).
14. Постройте графики зависимости для каждого из реагирующих веществ (А, B и С) последовательной химической реакции D.
15. По графику приближенно определите координаты положения максимальной концентрации промежуточного вещества В, т.е. величины и
Таблица 6
Ответ
1. Простые реакции отличаются от элементарных тем, что все участвующие в них частицы являются молекулами. Пример простой реакции:
2NOI 2NO + I2
Реакции, включающие две и более элементарных реакций, являются сложными:
Например: Н2 + Cl2 = 2HCl сложная реакция, цепной механизм:
1. Cl2 2 Cl
2. Cl + H2 HCl + H,
H + Cl2 HCl + Cl,
3. Cl + Cl Cl2,
H + H H2 и т.д.
2. Постулаты химической кинетики:
1) Скорость простой реакции пропорциональна произведению концентраций каждого из веществ, вступающих в реакцию (исходных реагентов), возведенных в степень, равную молекулярности реакции по данному веществу...