Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Пример 1. Во сколько раз следует увеличить концентрацию водорода в системе
N2 + 3H2 «2NH3
чтобы скорость реакции возросла в 100 раз?
Решение. Выражение скорости данной реакции
v = k[N2][H2]3.
В начальный момент времени
v0 = k[N2]0[H2]03.
Примем увеличение концентрации водорода за х,
тогда
v1=k[N2]0[хH2]3 = х3k[N2]0[H2]03 = х3v0= 100v0,
откуда
х3 = 100,
и тогда увеличение концентрации водорода должно составить
х = 4,64.
Пример 2. Как изменится скорость прямой реакции, если давление в системе увеличить в три раза?
N2 + 3H2 «2NH3
Решение. Увеличение давления в три раза равнозначно уменьшению объема в три раза и, соответственно, увеличению концентрации всех веществ в три раза.
Скорость реакции в начальный момент времени:
v0 = k[N2]0[H2]03;
после увеличения давления
v1 = k[3N2][3H2]3 = 3 33 k[N2]0[H2]03 = 81v0,
т.е., скорость прямой реакции увеличится в 81 раз.
Пример 3. Повышение температуры с 500С до 700С вызывает увеличение скорости реакции в 9 раз. Найти температурный коэффициент реакции.
Решение. Выразим температурный коэффициент реакции из уравнения Вант-Гоффа:
γ (t1-t2)/10 = v2/v1,
и получаем
γ(70-50)/10 = 9, γ2 = 9, γ = 3.
Пример 4. Вычислить энергию активации и константу скорости химичес-
кой реакции
CO + H2O «H2 + CO2
при 303 К (Т3), если константы скорости реакции при 288 К (Т1) и 313 К (Т2) соответственно рввны 3,1 10-4 и 8,15 10-3 моль/л.
Решение. Из уравнения Аррениуса следует
Еа = 2,3RT1T2lg(k2/k1)/(T2-T1).
Подставляя полученные значения, получаем:
Еа = 2,3 8,31 288 313 lg(8,15.10-3/3,1 10-4)/(313-288) = 97848 Дж/моль.
Константу скорости реакции при 303 К можно найти из соотношения
lg(k3/k1) = Еа(Т3-Т1)/(2,3RT3Т1) или lg(k2/k3) = Еа(Т2-Т3)/(2,3RT2Т3).
Подставляя имеющиеся значения в любую из этих формул, получаем:
k3 = 2,34 10-3 л моль-1 мин-1.
Пример 5. При температуре 10 0С реакция заканчивается через 120 секунд а, при 300С - через 30 секунд. Найти энергию активации.
Решение. Очевидно, что k(30)/k(10) = t(10)/t(30), и тогда, подставляя значения в формулу Еа = 2,3RT1T2lg(k2/k1)/(T2-T1), получаем:
Еа = 2,3 8,31(273+10)(273+30)lg(120/30)/(30-10) = 49336 Дж/моль
или 49,3 кДж/моль.
Пример 6. Константа омыления этилового эфира уксусной кислоты едким натром при 100С равна 2,38 л/моль.мин. Определить время, необходимое для омыления 90% уксусно-этилового эфира, если смешать при этой температуре 1л 0,05 молярного раствора эфира с 1л 0,05 молярного раствора NaOH.
Решение. Реакция
CH3COOC2H5 + NaOH = CH3COONa + C2H5OH
является реакцией второго порядка; концентрации эфира и щелочи равны и можно воспользоваться уравнением:
k = x/(t a(a-x)),
откуда
t = x/(k a(a-x)).
Учитывая взаимное разбавление растворов в два раза и превращение уксусно-этилового эфира на 90%, получаем:
а = 0,05/2 = 0,025моль/л; х = 0,05 0,9/2 = 0,0225моль/л.
Тогда время реакции составит
t = 0,0225/((2,38 0,025(0,025-0,225)) = 151,2 мин.
Дата публикования: 2015-07-22; Прочитано: 4048 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!