ОТВЕТЫ К ГЛАВЕ 7
1.
2
2
2
1/ 2
1/ 2
1
2
H
Br
5
HBr
4
HBr
3
Br
2
d
d
1
k
k
c c
k
c
k c
t
k c
.
2.
2
2 2
2 2
2
2 2
2
O
H O
3
a H O
0
Pt
2
2
H O
a H O
d
d
1
d
2 d
c
c
k K c
v
c
t
t
c
K c
.
3.
2
2
HCl
1 2
Cl
HCOOH
эф Cl
HCOOH
4
d
4
d
c
k k
c c
k c c
t
k
;
а,эф
а,1
а,2
а,4
E
E
E
E
.
4.
2 2
2 2
2 2
2 2
1/ 2
1/ 2
H O
3/ 2
1
1
1 H O
3
H O
1
3
H O
4
4
d
2
2
d
c
k
v
k c
k
c
v
k
c
t
k
k
.
5.
4
1/ 2
3/ 2
1/ 2
1 2 3
CH
M
4
k k k
v
c
c
k
.
6.
2 6
3
3
3
1/ 2
1/ 2
C H
3/ 2
1
1
1 CH Br
2
CH Br
1
2
CH Br
4
4
d
d
c
k
v
k c
k
c
v
k
c
t
k
k
.
7.
2
2
H O
2
1 3
H
4
d
d
c
k k
c
t
k
.
8.
2
2
2
1/ 2
3/ 2
1
2 3
Cl
CO
COCl
5
4
3 Cl
d
.
d
k
k k
c c
c
k
t
k
k c
Если
2
4
3 Cl
,
k
k c
то
2
2
1/ 2
COCl
1/ 2
1
2
CO Cl
5
d
d
c
k
k
c c
t
k
;
1/ 2
1
эф
2
5
k
k
k
k
;
а,1
а,2
а,5
а,эф
2
2
E
E
E
E
.
10.
2
6
2
2
1/ 2
C Cl
3/ 2
1
1 Cl
3
Cl
4
d
d
c
k
k c
k
c
t
k
.
11. а)
а,эф
а,2
а,1
а,5
/ 2
/ 2 834
E
E
E
E
кДж/моль;
б)
а,1
а,2
а,3
а,4
а,5
а,эф
2
2
2
834,75
2
E
E
E
E
E
E
кДж/моль.
272
12.
4 10
2
6
C H
1 5
C H
5
6
d
2
d
c
k k
c
t
k
k
;
2
2 6
1/ 2
H
1/ 2
1
3
C H
5
6
d
2
d
c
k
k
c
t
k
k
;
2
4
2 6
2
6
1/ 2
C H
1/ 2
1
1 6
3
C H
C H
5
6
5
6
d
2
2
d
c
k
k k
k
c
c
t
k
k
k
k
.
13.
4
4
4
2
1/ 2
CH
1/ 2
1
1 CH
2
CH
O
5
d
d
2
c
k
k c
k
c
c
t
k
,
2 6
4
C H
1
CH
d
d
2
c
k
c
t
.
14. Скорость образования метана равна:
3
3
1/ 2
1 2 3
2
CH SOCH
4
2
k k k
v v
c
k
. Зна-
чение опытной энергии активации всего процесса равно:
a
а,1
а,2
а,3
а,4
1
(
)
2
E
E
E
E
E
= 11,6 кДж/моль.
15.
4 10
2 6
2
6
1/ 2
C H
3/ 2
1
1 C H
3
C H
4
d
d
c
k
k c
k
c
t
k
.
16.
2
4
2
2
4
2
2
4
2
C H Cl
1 4
1 3
C H Cl
эф C H Cl
4
d
2
d
c
k k
k k
v
c
k c
t
k
; если лимитирующей
стадией является вторая, то скорость реакции
2
4
2
2
4
2
1
3
C H Cl
эф C H Cl
4
k
v k
c
k c
k
; данная реакция является реакцией перво-
го порядка.
18.
2 2
2 2
1/ 2
H O
3/ 2
1
2
H O
4
d
2
d
c
k
k
c
t
k
;
а,эф
а,2
а,1
а,4
/ 2
/ 2
E
E
E
E
.
19.
2
4 2
2
2
4 2
1/ 2
C H I
1/ 2
1
2
I
C H I
4
d
d
c
k
v
k
c c
t
k
;
1/ 2
1
эф
2
4
k
k
k
k
; порядок реакции
равен 3/2.
20.
3
3
2
3
2
HNO
1 3 HNO
2 NO
3 HNO
d
2
d
c
k k c
t
k c
k c
. Если
2
3
2 NO
3 HNO
k c
k c
, то
3
3
3
3
2
HNO
1 3 HNO
1 HNO
3 HNO
d
2
2
d
c
k k c
k c
t
k c
.
21.
2
2
HI
1 3 HI
2 HI
3 I
d
2
d
c
k k c
t
k c
k c
.
273
22.
2
RI
1 2 RI HI
2 HI
3 I
d
d
c
k k c c
v
t
k c
k c
.
23.
2
2
N O
1 2
N O
2
3
d
2
d
c
k k
c
t
k
k
.
ОТВЕТЫ К ГЛАВЕ 8
1. k
ср
= 3,15 · 10
–4
мин
–1
.
2. k = 6,3 · 10
–2
мин
–1
.
3. 1,23 · 10
–25
.
4. k
Я
= (3,75,10
–5
± 0,0034) мин
–1
, R = 0,983; k
ГБ
= (3,37 ± 0,15) · 10
–5
мин
–1
,
R = 0,871. Кинетику данного процесса более точно описывает урав-
нение Яндера, так как отклонение от линейной зависимости при
расчете констант по этому уравнению значительно меньше.
5. k
Я
= 0,0285 ч
–1
. Коэффициент регрессии близок к единице (R = 0,981).
6. k
ср
= 9,56 · 10
–4
мин
–1
.
7. k
1
= 3,53 · 10
–3
мин
–1
; k
2
= 2,08 · 10
–3
мин
–1
; k
3
= 1,85 · 10
–3
мин
–1
;
Е = 11,086 кДж/моль. Процесс протекает во внешнедиффузионной
области реагирования.
8. А = 1,31 · 10
–4
мин
–1
; Е = 352 кДж/моль. Область реагирования — ки-
нетическая.
9. k
Я
= 2,28 · 10
–4
мин
–1
.
10. k
Я
= 1,005 · 10
–4
мин
–1
.
11. k
ГБ
= (1,314 · 10
–4
± 0,436 · 10
–4
) мин
–1
, R = 0,71; k
Я
= (9,34 · 10
–6
±
± 0,387 · 10
–6
) мин
–1
, R = 0,58. Кинетику данного процесса более точ-
но описывает уравнение Гинстлинга–Броунштейна, так как коэффи-
циент регрессии значительно ближе к единице именно по этому
уравнению.
12. k
Я
= 0,0124 ± 0,00142 мин
–1
, R = 0,95; k
ГБ
= 0,014 ± 0,0071 мин
–1
,
R = 0,83. Кинетику данного процесса более точно описывает уравне-
ние Яндера, так как коэффициент регрессии значительно ближе к
единице именно по этому уравнению.
13. Может; n = 1; k = 30,02 мин
–1
. Скорость реакции пропорциональна
массе непрореагировавшего CdO.
14. n = 0,94; k = 14,6 мин
–1
. Скорость реакции лимитируется диффузией.
15. k = 1,67 · 10
–5
мин
–1
.
16. n = 0,675; k = 4,89 мин
–1
. Скорость реакции лимитируется диффузи-
ей.
274
17. k
1
= 3,65 · 10
–3
мин
–1
; k
2
= 2,20 · 10
–3
мин
–1
; k
3
= 1,00 · 10
–3
мин
–1
;
Е
a
= 135,31 кДж/моль. Область реагирования — кинетическая.
18. k
1
= 3,68·10
–3
мин
–1
; k
2
= 5,65·10
–4
мин
–1
; k
3
= 1,31·10
–4
мин
–1
;
Е
a
= 157,32 кДж/моль. Область реагирования — кинетическая.
19. k
1
= 4,69 · 10
–2
мин
–1
; k
2
= 2,86 · 10
–2
мин
–1
; k
3
= 2,08 · 10
–2
мин
–1
;
Е
a,ср
= 41,65 кДж/моль. Область реагирования — кинетическая.
20. k
1
= 19,0 · 10
–3
мин
–1
; k
2
= 12,0 · 10
–3
мин
–1
; k
3
= 6,60 · 10
–3
мин
–1
;
k
4
= 0,35 · 10
–3
мин
–1
; Е
a,ср
= 373,3 кДж/моль. Область реагирова-
ния — кинетическая.
ОТВЕТЫ К ГЛАВЕ 9
1. n = 1; k = 1,32·10
–4
дм
3
/(моль с).
2. k = 6,9·10
–5
с
–1
;
+
H
k = 2,09·10
–4
дм
3
/(моль с).
3. k = 1,747·10
–3
с
–1
;
+
H
k = 2,22·10
–3
дм
3
/(моль с).
4. Соотношение Бренстеда неприменимо.
5.
4
0
1,22 10
k
мин
1
;
+
5
H
3,57 10
k
дм
3
/(моль мин).
6. а) в 10 раз; б) и в) — не возрастает.
7. K
а
= 2,37; k
2
=
4
3,57 10
.
8.
0
0
k
;
+
H
37,7
k
.
9.
2 a
lg
7,26
k k
;
8
2 a
5,495 10
k k
;
6
4,58 10
a
k
.
10.
0
0
k
;
RuCl3
214
k
.
11. Соотношение Бренстеда применимо;
0
30
E
кДж/моль;
0,675
.
12.
+
0
H
c
= 6,2 · 10
–5
моль/дм
3
; k = 0б0732 ч
–1
;
+
H (150)
c
= 0,107 моль/дм
3
.
13. k
1
= 0,23 · 10
–5
дм
3
/(моль с); k
2
= 0,11 · 10
–5
дм
3
/(моль с). Катализатор
одинаково хорошо катализирует как прямую, так и обратную реак-
цию.
14.
= 857; n = 0,5.
15. K
а
= 21,55 дм
3
/моль; k
2
= 4,44 · 10
–3
мин
–1
.
16. n = 2,4; k = 1,122 · 10
6
мин
–1
.
17.
7
2
2,77 10
k
дм
3
/(моль с);
26,54
k
.
18.
6
0
5 10
k
;
RuCl3
64,7
k
.
19. k
0
= 0; k
мут
= 0,281
+
3
H O
c
+ 9750
OH
c
.
20.
= 794; n = 0,531.
275
ОТВЕТЫ К ГЛАВЕ 10
1. v
max
= 8,3 · 10
–6
моль/дм
3
; K
М
= 17,9 · 10
–3
моль/дм
3
; k
кат
= 5,9 с
–1
.
2. v
max
= 6,3 · 10
–6
моль/дм
3
; K
М
= 76 · 10
–3
моль/дм
3
; k
кат
= 0,16 с
–1
.
3. v
max
= 1,0 · 10
–6
моль/дм
3
; K
М
= 1,35 моль/дм
3
.
4. Неконкурентное ингибирование; K
I
= 10
–5
моль/дм
3
.
5. v
max
= 0,5 · 10
–3
г/(дм
3
ч); K
М
= 5,3 · 10
–3
моль/дм
3
;
K
I
= 6,8 · 10
–3
моль/дм
3
.
6. v
max
= 6,3 · 10
–6
моль/(дм
3
мин); K
М
= 20 · 10
–6
моль/дм
3
;
K
SI
= 2,3 · 10
–3
моль/дм
3
.
7. v
max
= 10 усл.ед; K
М
= 6,3 · 10
–6
моль/дм
3
; v
эф
= 4,6 усл.ед.;
K
S1
= 0,56 · 10
–3
моль/дм
3
.
8. v
max
= 0,55 · 10
–3
г/(дм
3
мин); K
М
= 2,5 · 10
–6
моль/дм
3
;
K
I
= 2,6 · 10
–2
моль/дм
3
; v
эф
= 0,22 · 10
–3
г/дм
3
мин.
9. v
max
= 2,3 · 10
–6
г/(дм
3
мин); K
М
= 35 · 10
–3
моль/дм
3
;
K
I
= 0,64 · 10
–3
моль/дм
3
; K
эф
= 0,20 · 10
–3
моль/дм
3
.
10. k
кат
= 8,3 · 10
–6
c
–1
; K
М
= 19 · 10
–6
моль/дм
3
; K
S1
= 1,70 · 10
–3
моль/дм
3
.
13. 4 · 10
–5
с.
14. 1,52 · 10
–3
моль/дм
3
с.
15. 4,8 · 10
–4
моль/дм
3
16. 2,1 · 10
–3
моль/дм
3
.
17. 4,0 · 10
–3
моль/дм
3
.
18. K
М
= 0,42 моль/дм
3
; v
max
= 0,35 мкмоль мин
–1
.
19. v
max
= 0,044 моль/(дм
3
мин
–1
); ингибирование неконкурентное.
ОТВЕТЫ К ГЛАВЕ 11
1. Реакция первого порядка.
эф
k
kK
= 0,0235, K — константа адсорб-
ционного равновесия.
2. k = 2,3 · 10
–2
моль[Н
2
]/(мин г[кат.]);
P
R
b
b
= 0,8.
3. k
ср
= 23,13 Па.
4. 2,78
k
;
8
1 10
K
.
5. k
ср
= 2,15 · 10
–4
с
–1
.
6.
адс
Q
= 877 Дж/моль.
7. k
эф
= 1,566 · 10
–9
моль/(ч Па
1,5
г[кат.]); b
1
= 1,35 · 10
–2
Па
–0,5
;
b
2
= 3,8 · 10
–2
Па
–0,5
.
8.
4
4,4 10
k
;
4
1,73 10
K
.
9. b
A
= 6,35 · 10
–3
Па
–0,5
, k = 225 моль/(ч Па
–2
г[кат.])
276
10. k
эф
= 1,149 · 10
–9
моль/(ч Па
1,5
г[кат.]); b
1
= 1,1 · 10
–2
Па
–0,5
;
b
2
= 3,216 · 10
–2
Па
–0,5
.
11. b
Н
= 5,36 · 0
–6
1/Па; b
Е
= 2,92 · 10
–4
1/Па; Константа скорости реакции
гидрирования этилена на палладиевом катализаторе
k = 0,228 Па/(ч г[кат.]).
12.
2
2
2
2
2
2
1/ 2
1/ 2
3
CO O
CO
O
3/ 2
CO
CO
O
O
CO
CO
(1
)
k kb b p p
v
b p
b p
b
p
;
1
2
k
k
k
.
13. 17 кДж/моль.
14. Наиболее точно опытные данные описывает уравнение (2);
k
эф
= 3,846 · 10
–4
с г[кат.]/Па;
2
O
b = 2,076 10
–4
Па
–1
. Адсорбция дву-
окиси азота определяет скорость процесса; кислород — ингибитор
процесса.
15. k = 20,6 см
3
/(мин г[кат.]);
P
R
b
b
= 197.
16.
2
4
2
5
C H
H
v k p
=
2
2
1 4 5
H
эф
H
2 3
k k k
p
k p
k k
.
17. b
Н
= 1,89610
–5
1/Па; b
П
= 7,63 · 10
–5
1/Па; константа скорости реакции
гидрирования этилена на палладиевом катализаторе
k = 0,119 Па/(ч·г[кат.]).
18. k
эф
=
= 0,43 ммоль/(см
3
мин).
19.
H
NH
2
2
N 2
NH
H
3
2
1
3
2
адс
дис
2
3
p
p
v k p
k
p
p
. В области малых давлений
H2
N 2
NH3
1,5
адс
p
v k p
p
. Условие максимума скорости: при
H2
NH3
p
m
p
, v
макc
пропорционально
1/ 5
2 / 5
(1
)
m
m
.
277
ОГЛАВЛЕНИЕ
П
РЕДИСЛОВИЕ
.................................................................................................3
Г
Л А В А
1 .
О
СНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ
.................5
1.1.
Основные понятия............................................................................5
1.2.
Экспериментальные методы изучения кинетики
химических реакций ......................................................................13
1.3.
Примеры решения задач................................................................16
1.4.
Задачи для самостоятельного решения........................................18
Достарыңызбен бөлісу: |