Примеры решения задач. Задача 1.Бимолекулярная реакция, для которой исходные концентрации реагентов равны, протекает за 10 мин на 25%

Задача 1. Бимолекулярная реакция, для которой исходные концентрации реагентов равны, протекает за 10 мин на 25%. Сколько потребуется времени, чтобы реакция прошла на 50% при той же температуре?

Решение:

Запишем выражения константы скорости реакции для t₁ и t₂.

К= ; К=

Правые части уравнений равны:

=

После сокращения и подстановки числовых значений

Х₁ = 0,25•а и Х₂ = 0,5•а получаем:

= или =

Откуда t₂ = 30 мин.

Ответ: 30 мин.

Задача 2. Константа скорости реакции второго порядка

СН₃СООС₂Н₅ + NaOH →- CH₃COONa + С₂Н₅ОН

а b

равна 5,4 л/моль с. Сколько эфира прореагирует за 10 мин. при а=b= 0,02моль/л?

Решение:

К_П= ∙ , отсюда находим х

t = 10 мин. = 600 с

Ответ: 0,0197 моль/л

Задача 3. Изучалась реакция. В результате получены следующие данные:

t мин 5 10

х моль/л 0,010 0,020

Исходная концентрация была равна 0,219 моль/л. Определите порядок реакции.

Решение:

Предположим, что это реакция первого порядка, тогда рассчитаем К по формуле: lg

K₁= lg lg

К, = 0,46 lg 0,219 - 0,46 lg 0,209

К, = 0,46 (1,3404) - 0,46 (1,3201)

К, = 0,46 (-0,6596) - 0,46 (-0,6799)

К, = 0,46•0,6799 - 0,46•0,6596 = 0,46 (0,6799 - 0,6596)

Ki = 0,46•0,0203 = 0,009338

К, = 9,338•10 ^-3 К₂= lg lg

К₂ = 0,23 lg0,219-0,23 lg0,199

К₂ = 0,23• lg0,3404 - 0,23• lg0,2989

К₂ = 0,23(lg0,3404 - 0,23• lg0,2989) = 0,23•0,0415 = 9,5•10 ^-3

Ответ: Константы приблизительно равны, следовательно, изучаемая реакция первого порядка.

Задача 4. Реакция первого порядка протекает на 30 % при температуре 25°С за 30 минут, а при температуре 40°С за 5 минут. Найдите энергию активации (Е).

Решение:

Т₁ = 273 + 25 = 298°К Т₂ = 273+40 = 313°К

К₂₈₉=

К₃₁₃=

,отсюда

R = 8,315 Дж/моль ⁰К

К₂₉₈=

lgK₂₉₈= 2,0792

К₃₁₃= 0,46(2-1,8451) = 0,46•0,1549 = 0,071245 lgK₃₁₃ = 2,8528

9,1934 Дж/ моль

Ответ: 9,1934 Дж/ моль