Решение. Реакция является параллельной

Реакция является параллельной

Для нахождения К ₁ и К ₂ надо решить систему уравнений

а – х = 0,845 х = а – 0,845 = 1 - 0,845 = 0,155 моль

х = х_С + х_В х_В = х - х_С = 0,155 - 0,012 = 0,143 моль.

К ₁= 12 К ₂

К ₁ + К ₂ = 13 К ₂ = 8,42∙10^-3

К ₂ = 0,65∙10^-3 мин^-1

К ₁ = 7,77∙10^-3 мин^-1

Задача 7

Реакция термического крекинга нефти (Н) является последовательной, причем бензин (Б) является промежуточным продуктом, распадающимся на газообразные вещества (Г). Определить максимальное количество бензина и время его достижения при крекинге 1 тонны нефти, если при 673 К константа образования бензина равна 0,283 ч^-1, а распада – равна 0,102 ч^-1.

Дано:

m₀(H) = 1 т

К ₁ = 0,283 ч^-1

К ₂ = 0,102 ч^-1

t_max (Б) =?

m_max (Б) =?

Решение:

Реакция является последовательной, схематически может быть представлена так:

.

Количество образовавшегося бензина через 5,6 ч определяем по уравнению (3.22).

m (Б) = (e^-k1tmax - e^-k2tmax)= (e^{- 0,283∙5,6} - e^{- 0,102∙5,6} )= 0,58 т

Задача 8

Получить выражение скорости реакции разложения гидрида силана

SiH₄ → Si + 2H₂, протекающей через стадии

SiH₄ SiH₂+ H₂;

SiH₂ Si + H₂;

SiH₂ + H₂ SiH_4.

Решение:

Запишем общее выражение для искомой скорости. Обозначим концентрацию веществ в виде С(А) ≡ [A].

Промежуточное вещество SiH₂ является неустойчивым и реакционно-активным, следовательно, можно применить к данному процессу метод стационарных концентраций.

. Откуда находим [ SiH₂ ]:

[ SiH₂ ] = .

Подставив это значение в выражение для скорости разложения SiH₄, найдем:

Вопросы для самоконтроля

1. Сформулировать и записать основной постулат химической кинетики.

2. Указать размерность констант скоростей нулевого, первого, второго порядков.

3. Изобразить линейные зависимости концентрации от времени для реакций нулевого, первого, второго порядков.

4. Сформулировать принцип независимости химических реакций.

5. Записать систему уравнений для расчета констант скоростей:

а) параллельных реакций; б) обратимых реакций.

6. Выразить скорость образования продукта Р, используя метод стационарных концентраций, учитывая, что вещество В – активное промежуточное соединение.

2 A 1/2В Р.

7. Каков физический смысл энергии активации? Как величина энергии активации влияет на величину скорости реакции?

8. Записать уравнение Аррениуса в дифференциальном и интегральном виде. Пояснить.

9. Перечислить методы определения порядка реакции.

10. Для реакций какого порядка время полураспада не зависит от начальной концентрации?

Литература

1 Стромберг, А. Г. Физическая химия [Текст] / А. Г. Стромберг, Д. П. Семченко. - М.: Высшая школа, 2006. - 527 с.

2 Романовский, Б. В. Основы химической кинетики [Текст] / Б. В. Романовский. - М.: «Экзамен» Москва, 2006. - 416 с.

3 Физическая химия [Текст] в 2 кн. / под ред. К. С. Краснова. - М.: Высшая школа, 2001. - Кн.1. - 512 с., Кн.2. - 319 с.

4 Дамаскин, Б. Б. Электрохимия [Текст] / Б. Б. Дамаскин, О. А. Петрий, Г. А. Цирлина. - М.: КолосС, 2006. - 672 с.

5 Краткий справочник физико-химических величин / под ред. А. А. Равделя, А. М. Пономаревой. – М.: изд-во Иван Федоров, 2009. - 232 с.

6 Рекомендации и номенклатурные правила ИЮПАК по химии: книга- справочник / сост. Б. Ф. Мясоедов, Ю. А. Золотов, В. М. Иванов [и др.] [Текст]. - М.: Наука, 2004. - 158 с.