Необходимые исходные сведения и основные уравнения
Для мономолекулярных обратимых реакций типа А « В дифференциальные формы кинетического уравнения:
При равновесии
[В]р/[А]р [B]р = [А]0 - [А]р;(6.4) [В]р
где [А], [B] – текущие концентрации веществ А и В; [А]0 – концентрация А при t = 0; k1 и k2 – константы скорости прямой и обратной реакций; [А]р и [B]р – концентрации А и В при равновесии; Кр– константа равновесия. Интегральные формы кинетического уравнения:
При условии, что в момент времени t = 0 [B]0 = 0:
Для мономолекулярных параллельных реакций типа С А ® В дифференциальные формы кинетического уравнения:
Интегральные формы кинетического уравнения:
где k1 и k2 – константы скорости первой и второй реакций. Константы скоростей отдельных стадий для реакций данного типа определяют по соотношению: х1/х2 = k1/k2, (6.12)
где х1 и х2 – количества молей веществ В и С, образовавшихся к моменту времени t или приращение концентраций веществ В и С. Текущая концентрация исходного вещества имеет вид [А] = [А]0 – х. (6.12а)
Для мономолекулярных последовательных реакций типа
Интегральные формы кинетического уравнения:
[C] = [А]0 - [А] - [B], (6.23) где [А], [В], [С] – текущие концентрации веществ А, В, С; [А]0 – концентрация вещества А при t = 0; k1 и k2 – константы скорости первой и второй реакций: [А] = [А]0 – х; [В] = x – y; [C] = y . Точка максимума на кривой [В] = f(t) характеризуется уравнениями
где tmax – время соответствующее максимальной концентрации вещества В.
Задачи с решениями
1. Для обратимой реакции первого порядка Кр = 8, а k1 = 0,4 c-1. Вычислите время, при котором концентрации веществ А и В станут равными, если начальная концентрация вещества В равна 0. Решение. Из константы равновесия находим константу скорости обратной реакции: k-1 = k1/К= 0,4/8 = 0,05 с-1. По условию мы должны найти время, за которое прореагирует ровно половина вещества А. Для этого надо подставить значение х(t) = а/2 в решение кинетического уравнения для обратимых реакций: t Ответ: t = 1,84 с. 2.В параллельных реакциях первого порядка С А ® В выход вещества В равен 63%, а время превращения а на 1/3 равно 7 мин. Найдите k1 и k2. Решение.Кинетическое уравнение для разложения вещества в параллельных реакциях имеет вид уравнения первого порядка
Выход вещества В равен 63%, а вещества D – 37%. Отношение этих выходов равно отношению конечных концентраций веществ В и D, следовательно оно равно отношению соответствующих констант скоростей
Ответ: k1 = 0,037 мин-1, k2 = 0,021 мин-1. 3.В системе протекают две параллельные реакции А + 2В→ → продукты (k1) и A +2C → продукты (k 2). Отношение k1/ k2 = 5. Начальные концентрации веществ В и С одинаковы. К моменту времени t прореагировало 50% вещества В. Какая часть вещества С прореагировала к этому моменту? Решение. Запишем кинетические уравнения для первой и второй реакций: 4.Реакция разложения изопропилового спирта протекает в присутствии катализатора триоксида ванадия при 588 К с образованием ацетона, пропилена и пропана. Концентрации веществ реакции, измеренные через 4,3 с после начала опыта, следующие, ммоль: с Решение: Определим начальное количество С3Н7ОН: [А]0 = с1 + с2 + с3 + с4 = 24,7 + 7,5 + 8,1 + 1,7 = 44,7 ммоль/л. Вычислим сумму констант скоростей реакций:
Определим константу скорости каждой реакции:
Так как х2/х3 = k2/k3, то
Ответ: 5. Последовательная реакция первого порядка протекает по схеме Обозначим концентрацию А при tmax через [А]max. Тогда [А]max = [А] [В] Рассчитаем концентрацию продукта [В] через 69 ч: [В] = = [А]0 - [Р] - [А] = = 1 – 0,061 – 0,001 = 0,938 моль/л. Вычислим время tинд, за которое устанавливается концентрация В, равная 0,01 моль/л, по уравнению [В] = [А]0 Уравнение (1) решаем относительно tинд методом подбора на основании экспериментальных данных:
Принимаем tинд = 2 ч. Точку перегиба кривой [В] = f ( t ) находим, используя условие
Популярное: Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... ![]() ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (424)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |