Контрольная работа по "Физической химии"
Автор: JuliaFox • Май 30, 2020 • Контрольная работа • 522 Слов (3 Страниц) • 840 Просмотры
Полоцкий Государственный Университет
Контрольная работа
По физической химии
ЗА ДАЧА 1.
Указать порядок реакции и найти константу скорости данной реакции, протекающей при заданной температуре Т, пользуясь данными (таблицы 1) о ходе процесса во времени t (с начала реакции).
Таблица 1
№ п/п | Условие задачи | ||||
1.6 | При нагревании раствор дибромянтарной кислоты распадается на броммалеиновую кислоту и HBr по уравнению: COOH - CHBr - CHBr - COOH ⇒COOHCH - CBrCOOH + HBr . При титровании раствора стандартным раствором щелочи получены следующие данные: | ||||
t, мин | 0 | 215,5 | 380 | 574 | 755 |
Vщ , см3 | 12,11 | 12,44 | 12,68 | 12,95 | 13,19 |
Решение .
Рассмотрим кинетическую схему протекания реакции:
COOH - CHBr - CHBr - COOH ⇒COOHCH - CBrCOOH + HBr
если t =0, | [pic 1] | 0 | 0 |
если t >0, | [pic 2] | х | х |
необходимо рассчитать суммарную концентрацию всех кислот в некоторый момент времени:
[pic 3]
Откуда . Тогда текущая концентрация раствора будет . Заменим концетрации кислот на пропорциональные им объемы щелочи, пошедшие на титрование.[pic 4][pic 5]
t, мин | 0 | 215,5 | 380 | 574 | 755 |
Vщ , см3 | 12,11 | 12,44 | 12,68 | 12,95 | 13,19 |
Vt, см3 | 11,78 | 11,54 | 11,27 | 11,03 |
Порядок реакции определим методом подстановки.
- Допустим, что это реакция 1-го порядка, тогда:
[pic 6]
[pic 7]
[pic 8]
[pic 9]
[pic 10]
- Допустим, что это реакция 2-го порядка, тогда:
[pic 11]
[pic 12]
[pic 13]
[pic 14]
[pic 15]
- Допустим, что это реакция 3-го порядка, тогда:
[pic 16]
[pic 17]
[pic 18]
[pic 19]
[pic 20]
Константа скорости реакции имеет постоянные значения только для 2-го порядка. Следовательно, эта реакция является реакцией 2-го порядка. Среднее значение константы скорости [pic 21]
Задача 2.
В таблице 2 приведены значения константы скорости и реакции при двух различных температурах и .[pic 22][pic 23][pic 24][pic 25]
- Вычислить энергию активации этой реакции. Определить константу скорости данной реакции при температуре [pic 26]
- Построить график зависимости ). Определить графически энергию активации и предэкспоненциальный множитель в уравнении Аррениуса.[pic 27]
- Определить температурный коэффициент скорости реакции и проверить применимость правила Вант-Гоффа для данной реакции.
- Определить количество прореагировавшего вещества к моменту времени t, если начальная концентрация вещества . Порядок реакции считать по молекулярности.[pic 28]
№ п/п | T1 , К | k1 | T2 , К | k2 | T3 , К | t, мин | C0 , моль/л | поря- док |
5.6 | 298,2 | 0,765 | 328,2 | 35,5 | 323,6 | 15 | 1,85 | 2 |
Решение
- а)Рассчитаем энергию активации реакции Е:
Зависимость скорости реакции от температуры выражается уравнением Аррениуса, которое в дифференциальной форме имеет вид:
[pic 29]
Интегрируя уравнение Аррениуса в пределах от до , получаем[pic 30][pic 31]
[pic 32]
Из формулы выразим Е и найдем численное значение энергии активации:
[pic 33]
[pic 34]
б) Определим константу скорости реакции при температуре [pic 35][pic 36]
В соответствии с уравнением Аррениуса в интегральной форме:
...