Изучение зависимости скорости реакции от концентрации и температуры

Основные уравнения по теме: «Химическая кинетика и катализ»

1. -уравнение для расчета средней скорости реакции

2. - расчет истинной скорости

3. V = K×[A]^a×[B]^b - закон действующих масс

4. - кинетическое уравнение для реакции первого порядка

5. период полураспада для реакции первого порядка

6. - кинетическое уравнение для реакций второго порядка

7. - период полураспада для реакций второго порядка

8. - уравнение Вант-Гоффа

9. - уравнение Аррениуса

10. - уравнение Аррениуса

11. - расчет энергии активации

12. - уравнение Михаэлиса - Ментен

Обучающие задачи

Задача 1.Гомогенная реакция 2NO + Cl₂ = 2NOCl протекает по простому механизму. Как изменится скорость прямой реакции, когда концентрация оксида азота (II) увеличится в 2 раза?

Решение:

V = K [NO]² [Cl₂] обозначим [NO] = a, [Cl₂] = b.

V₁ = Ka²b, при увеличении концентрации [NO] = 2a, [Cl₂] = b.

V₂ = K[2a]² [b] = 4Ka²b

Ответ: увеличится в 4 раза.

Задача 2.Константа скорости мономолекулярной реакции равна 8∙10^-3 мин ^-1. Вычислите время, за которое начальная концентрация уменьшится на 1/4.

Решение:

Примем начальную концентрацию за 1, тогда Х=1/4=0,25, С-Х=1-0,25=0,75

Ответ: 35,65 мин.

Задача 3. Денатурация некоторого вируса является процессом первого порядка с энергией активации 630 кДж/моль. Период полураспада при температуре 30⁰С (303 К) равен 5ч. Определите константу скорости реакции при этой температуре. Вычислите период полураспада при 40⁰(313 К).

Решение:

K₂ = 2951× 0,138 = 407,2 ч^-1 ; или 6,12 сек

Ответ: К₂ = 407,2 ч^-1 t₂ = 6,12 сек

Задача 4.Количество свинца ²⁰⁶Рb, содержащегося в образце урановой руды из Восточной Сибири, эквивалентно (в молях) 41,6% урану ( ²³⁸U). Принимая во внимание, что весь свинец происходит из урана (период полураспада урана равен 4,5х10⁹ лет), вычислите примерный возраст образца урановой руды.

Решение:

Возраст образца

Ответ: 3,5 миллиарда лет

Задачи для самостоятельной работы

Задача 1.Константа скорости аспирина (t=25⁰С) составляет: при рН = 2,5, k=0,001час^-1, при рН=11,0, k=10сут^-1. Рассчитайте период полупревращения реакции гидролиза аспирина при различных рН.

Задача 2. Фармпрепарат при 50⁰ С в воде подвергается термическому разложению по уравнению первого порядка с константой скорости 0,071 мин^-1. Сколько времени нужно нагревать раствор при 50⁰С для того чтобы исходная концентрация вещества, равная 0,01 моль/л уменьшилась до 0,001 моль/л.

Ответ: 32,4 мин.

Задача 3. Из 1 кг сахарозы при превращении её в глюкозу и фруктозу в присутствии воды и фермента, сахарозы за 5 часов осталось 0,6 кг. Какое количество сахарозы останется через 2ч. 20 мин. Определите время полураспада.

Ответ: 79%, 6,8 часа.

Задача 4.В мономолекулярной реакции половина вещества распадается за один час. Найти время необходимое для распада 75% начального количества.

Задача 5. При увеличении температуры на 60⁰ скорость реакции возрастает в 2000 раз. Определить температурный коэффициент реакции.

Задача 6.При лечении онкологических заболеваний в опухоль вводят препарат, содержащий радионуклид иридий-192. Какая часть введённого радионуклида останется в опухоли через 10 суток, если его распад подчиняется кинетическому уравнению 1-го порядка? Период полураспада иридия-192 составляет 74,08 суток.

Задача 7.Для определения объёма эритроцитарной массы используют препарат человеческих эритроцитов, меченый радионуклидом хром-51. Сколько времени должно пройти с момента ввода препарата в кровяное русло, чтобы в организме осталось 1/10 часть введенного изотопа хрома? Период полураспада хрома-51 составляет 27,703 суток.

Задача 8.Резерфорд установил, что распад 1 г радия образует 1,107 мм³ гелия в сутки при стандартных условиях, испуская при этом 3,7х10¹¹ α-частиц в секунду. Вычислите, исходя из этих данных, число Авогадро. В чем может состоять причина отклонений от известного Вам значения числа Авагадро?

Ответ: Из данных задачи расчетное значение числа Авагадро равно 6,46 х 10²³.

Дата добавления: 2014-09-10; просмотров: 1443; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!