Простые и сложные химические реакции. Приведите примеры и дайте пояснение этих понятий
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
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 обратнойреакций.
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 ( и ) 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 скоростейи 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 (и) последовательной реакции 1-го порядка рассчитайте концентрации (моль/дм3 ) реагентов A, B и C в различные моменты времени (1, 2, 3, 5, 7, 10, 13 и 20 мин).
14. Постройте графики зависимости для каждого из реагиру-ющих 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
№
варианта
17 0,40 0,15 4
Нужно полное решение этой работы?
Решение
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.
2) Константа скорости элементарной реакции не зависит от того, протекают ли в системе какие-либо другие реакции (принцип независимости).
, которые используются при составлении уравнений сложных многостадийных химических процессов. Изложите суть этих постулатов.
3. Кинетическая схема обратимой реакции 1-го порядка:
Дифференциальные уравнения для описания скоростей отдельных стадий сложной реакции:
-dCAdt=k1CA
-dCBdt=k-1CB
и реакции в целом:
-dCAdt=k1CA-k-1CВ
Интегральная форма:
где А – концентрация вещества а к моменту времени t;
а – начальная концентарция вещества А
.
4. Кинетическая схема для 2-х параллельных реакций 1-го порядка
Кинетическое уравнение записывается с учетом принципа независимости:
.
Решение этого уравнения записывается так же, как и для одной реакции первого порядка:
, .
Для параллельных реакций в любой момент времени отношение концентраций продуктов постоянно и определяется константами скорости элементарных стадий:
.
5. Дифференциальные уравнения для описания скоростей последовательной реакции 1-го порядка (реакция D), если реакция протекает в соответствии со схемой :
-dCAdt=k1CA
-dCВdt=k1CA-k2CB
dCСdt=k2CB
6. Интегральные формы кинетического уравнения для расчёта концентрации каждого из трёх реагентов (А, В и С):
Принимая, что С0,А = а, С0,В = 0
СС = С0,А -С0,А -СВ
7
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
