Задачи

Научная литература / Задачи по кинетике цепных, фотохимических и гетерогенных реакций при подготовке школьников к олимпиадам / Кинетика цепных реакций / Задачи
Страница 4

[Br2]

k4

Где k = 2k2(k1⁄ k5 )½ и k′ = —. Каким образом константа k′ зависит от k3

температуры?

Ответ: Еа= 170 кДж ·моль-1; k′ практически не зависит от температуры

14.*

Для реакций термолиза этанала в газовой фазе CH3CHO → CH4 + CO предложен следующий цепной механизм

k1

CH3CHO → ·CH3 + ·CHO

k2

·CHO → CO + H·

k3

H + CH3CHO → H2 + CH3C·O

k4

CH3C·O → ·CH3 + CO

k5

·CH3 + CH3CHO → CH4 + CH3C·O

k6

2 ·CH3 → C2H6

А. Получите кинетическое уравнение для скорости расходования CH3CHO и образования различных продуктов.

Б. Как изменятся выражения для скорости расходования СН3СНО и образования продуктов в случае длинных цепей, т.е. когда k1 « ki?

d[CH3CHO] k1

Ответ: А.υ=- —————— = 2 k1[CH3CHO]+ k5(—)1/2[CH3CHO]3/2;

dt k6

d[CH4] k1 d[H2] d[C2H6]

————= k5(—)1/2[CH3CHO]3/2;—— =————= k1[CH3CHO];

dt k6 dt dt

d[CO] k1

——— = k1[CH3CHO]+ k5(—)1/2[CH3CHO]3/2.

dt k6

d[CH3CHO] d[CH4] d[CO]

Б. Если k1«ki , то υ= - ——————= ———= ——— =

dt dt dt

= k5(k1/ k6)1/2[CH3CHO]3/2, т.е. протекает основная реакция

CH3CHO → CH4 + CO.

15.

При изучении реакции хлорирования этана C2H6 + Cl2 → C2H5Cl + HCl (V, T=const) экспериментально показано, что реакция имеет порядок а по Cl2 и b по C2H5. На основании предложенного механизма процесса

Cl2→ 2Cl·(k1)

C2H6 + Cl· → · C2H5+ HCl(k2)

·C2H5 + Cl2→ C2H5Cl + Cl·( k3)

Cl· + Cl·→ Cl2 (k3)

и используя принцип квазистационарных концентраций по отношению к радикалам Cl· и ·C2H5, найдите :

а) кинетическое уравнение для скорости образования НСl с указанием численных значений а и b для опытного уравнения;

б) численное значение опытной константы скорости и укажите ее размерность, если известны значения констант элементарных стадий при температуре 575 К: k1 / k4 = 5,30× 10-23 M, k2 = 4,19 · 1010 л · моль-1· с-1 , k3 = 5,27 · 109 л · моль-1 × с-1 .

Ответ: а) υ= k2(k1/ k4)1/2[C2H6][Cl2]1/2

б) kоп= 0,305 л1/2·моль-1/2·с-1

16.*

Для объяснения пиролиза метоксиметана CH3OCH3 предложен цепной механизм

CH3OCH3 → ·CH3 + CH3O· (k1)

·CH3 + CH3OCH3 → CH4 + ·CH2OCH3 (k2)

·CH2OCH3 → НСНО + ·CH3 (k3)

CH3O· → Н·+ НСНО (k4)

Н· + CH3OCH3 → ·CH2OCH3 + Н2 (k5)

2 ·CH3 → C2H6

А. Выразите концентрации всех радикалов через [CH3OCH3] и ki различных элементарных стадий.

Б. Выведите кинетическое уравнение для скорости реакции через убыль исходного вещества либо через образование основных продуктов (CH4 и HCHO). При каких условиях эти выражения для скорости реакции совпадают? Какая стадия процесса является лимитирующей?

Страницы: 1 2 3 4 5

Смотрите также

Алюминий и его свойства
Алюминий - химический элемент третей группы периодической системы Д.И. Менделеева. Плотность, (кг/м3) 2,7 Температура плавления Тпл, ° С ...

Технология неконцентрированной азотной кислоты
Азотная кислота по объему производства занимает среди других кислот второе место после серной кислоты. Все возрастающий объем производства HNO3 объясняется огромным значением азотной кислот ...

Альдегиды и кетоны
Это единения, содержащие карбонильную группу = С = О . У альдегидов карбонил связан радикалом и водородом. Общая формула альдегидов: R – C = O H У кетонов карбонил связан ...