Задачи

Научная литература / Задачи по кинетике цепных, фотохимических и гетерогенных реакций при подготовке школьников к олимпиадам / Кинетика цепных реакций / Задачи
Страница 3

ClO3· + O3 → ClO2· + 2O2 (3)

ClO3· + ClO3· → Cl2 + 3O2 (4)

Радикалы ClO·, образующиеся по стадии (1), разрушаются без участия в продолжении цепи.

А. Выразите [ClO3·] через [Cl2], [O3] и ki.

Б. Получите выражение для скорости образования кислорода, пренебрегая О2, полученными по стадии (4). Какова роль хлора?

В. Оцените среднюю длину цепи.

Г. Выразите опытную энергию активации через Еi различных элементарных стадий.

Ответ: А. [ClO3·]= (k1/2 k4)1/2[Cl2]1/2[O3]1/2.

Б. υ= { k1/2 k4}1/2 k3[Cl2]1/2[O3]3/2, Cl2-катализатор процесса

В. l≈ k3(1/ 2k1k4)1/2([O3]/[ Cl2])1/2 ;Г. Еа= Е3+0,5(Е1-Е4)

11*.

Для реакции в газовой фазе H2 + NO2 = H2O + NO предложен следующий цепной механизм

k1

H2 + NO2 → H· + HONO

k2

H· + NO2 → OH· + NO

k3

OH· + H2 → H2O + H·

k4

OH· + NO2 → HNO3

Покажите, что этот механизм позволяет получить кинетическое уравнение вида

d [H2O]

————— = k′ [H2]2

dt

Объясните, почему это уравнение не включает концентрацию NO2, который участвует стадии инициирования.

d [H2O]

Ответ: ——— = k1k3/k4[H2]2,

dt

[NO2] распределяется между стадиями инициирования и обрыва

12*.

Гексаметилсилан Me3SiSiMe3 (вещество А) изомеризуется в метантриметилсилил (вещество В). Этот процесс ускоряется в присутствии паров толуола. Был предложен следующий механизм реакции для интервала температур 700 – 800 К

k1

Me3SiSiMe3 → 2Me3Si

k2

Me3Si + PhMe → Me3SiH + Ph·CH2

k3

Ph·CH2 + Me3SiSiMe3 ↔ PhMe + Me3SiSi(·CH2)Me2

k-3

k4

Me3SiSi(·CH2)Me2 → Me3Si·CH2SiMe2

k5

Me3Si·CH2SiMe2 + PhMe → Me3SiCH2Si(H)Me2 + Ph·CH2

k6

Ph·CH2 + Ph·CH2 → PhCH2CH2Ph

А. Получите выражение для скорости образования вещества В в зависимости от концентрации А, толуола и констант скорости различных стадий процесса.

Б. Оцените аррениусовскую энергию активации при образовании продукта В через энергии активации элементарных стадий, считая, что k4 » k-3 [PhMe].

d[B] k1 [A]3/2

Ответ: А. ——— = k3 k4(——)1/2—————

dt k6 k4+ k-3[PhMe]

Б. Еа= Е3+0,5(Е1-Е6)

13.

Для реакции образования HBr из H2 и Br2 предложен цепной механизм реакции

k1

Br2 +M → 2Br· + M E1 = 192,9 кДж · моль-1

k2

Br + H2 → HBr + H E2 = 73,6 кДж · моль-1

k3

H + Br2 → HBr + Br E3 = 3,8 кДЖ · моль-1

k4

H + HBr → H2 + Br E4 = 3,8 кДж · моль-1

k5

2Br + M → Br2 + M E5 = 0,

Где М – любая молекула в газовой фазе. Вычислите значение опытной энергии активации суммарный реакции H2 + Br2 → 2HBr, если известно кинетическое уравнение для скорости образования HBr

d [HBr] k[H2] [Br2]½

υ= ———— = ——————

dt [HBr]

1+k′ ——

Страницы: 1 2 3 4 5

Смотрите также

Переработка полимеров
...

Введение
Нефть – единственное жидкое ископаемое, добываемое с доисторических времен. И пожалуй, ни одно из природных веществ не вызвало столько споров: по сей день ученые обсуждают, можно ли назвать ее мине ...

Характеристика исходного сырья
Добываемая из скважин эмульсия представляет собой многофазную систему, состоящую из нефти, пластовой воды и попутных нефтяных газов. Нефть представляет собой  химически сложную компонентную смесь, ...