Задачи по кинетике

[Vladimir Smirnov]

Я тут решал задачи на кинетику, хотел убедиться в правильности решения

 

I) Peaкция мeжду вoдорoдом и астатом (At2) в газовой фазе является простой. В двух разных закрытых реакторах при одинаковых температурах проводят реакцию с одинаковыми стaртовыми концентрациями реагентов. В одном из реакторов давление два раза больше, чем в другом. Что можно сказать о соотношении скоростей реакции в этих реакторах в первый момент времени?

 

At(2) + H2 = 2HAt

 

Если взяты одинаковые концентрации реагентов, а скорость реакции вычисляется по формуле v=k*c(At)*c(H2), то соотношение скоростей в реакторах в самом начале будет равно единице?

 

2) Что можно сказать об изменении скорости реакции между газообразным фосфором (P4) и газообразным фтором с образованием пентафторида фосфора, если давление фтора увеличить в 2 раза?

 

P4 + 10F2 = 4PF5

 

По формуле Менделеева клайперона найдем, что для фтора V=nRT/(2p), если уменьшается давление, то уменьшается концентрация фосфора, а значит скорость реакции возрастает

 

3) Реакция разложения газообразного йодоводорода на молекулярные йод и водород имеет порядок 2 с константой скорости 5,95*10^6 л/(моль(с). Вычислите скорость реакции при давлении йодоводорода 1 атм и температуре 327 (С.)

 

p = 101325Па, T = 600,15K

 

v= 5,95*(10^6)*(0,0203)^2= 2451,9355

 

4) О газообразном диоксиде азота известно, что он состоит из молекул NO2 и N2O4, которые могут превращаться друг в друга. При низких температурах преобладают молекулы N2O4, при высоких – NO2. Предположим, в некоторых условиях выделили газ, который содержит только молекулы N2O4. Этот газ ввели в закрытый сосуд (поддерживаются T = const, V= const), где началось разложение с образованием молекул NO2. Временнáя зависимость концентрации N2O4 выглядит...(обычный график где есть точка N2O4, график постепенно уменьшается, нелинейно, но нуля не касается)

 

 

б) Что можно сказать о состоянии рассматриваемой системы при t->бесконечность

 

Установится равновесие, притом график зависимости диоксида азота от Т никогда не коснется нуля

 

в) Как можно алгебраически записать зависимость скорости от концентрации для реакции, обратной распаду N2O4 , если известно, что эта реакция происходит в один элементарный акт? Для данного вопроса считать реакцию необратимой

 

Тут не совсем понял вопрос

2NO2=N2O4

 v = k*(c(NO2))^2, такое требуется? 

 

5) При комнатной температуре период полураспада пероксида водорода (без катализатора) в разбавленных водных растворах по реакции первого порядка составляет 1 год. Пусть имеется 10 л 0,1 М водного раствора пероксида водорода. Вопросы:

а) – Через какое время молярная концентрация пероксида водорода уменьшится на 0,01%?

 

Если мы считаем, что объем постоянный и разлагается только пероксид, то справедлива пропорция:

 

1    100%

Х   0,01%

Х=0,0001моль

 

1 моль распадается за 2 года, тогда 0,0001 моль распадется за Х лет

 

Х= 0,0002 года=0,073 дня= 1,752 часа= 105 минут 5 секунд

 

б) – Какой объем кислорода (приведенный к н.у.) выделится за 1 месяц?

 

1   24

Х   1

 

Х=1/24 моль, V(o2)= (1/48)*22,4= 0,466л

 

в) – Повлияет ли и если да, то как (качественно) увеличение температуры на период полураспада H2O2?

 

С увеличением температуры увеличивается константа хим реакции, значит увеличивается скорость распада 

 

г) Повлияет ли и если да, то как (качественно) введение катализатора на скорость и константу скорости данной реакции?

 

По факту должно влиять, только вопрос, если константа хим реакции зависит только от температуры, то куда влияние катализатора в формулу впихивается?

 

д) Известно, что разбавление H2O2 не меняет механизм реакции. Зачем тогда в условии задачи сделана приписка о том, что (½ дана именно для разбавленных растворов? Ведь, например, если дается период полураспада какого-либо изотопа урана, то концентрация этого изотопа не учитывается. 

 

Концентрированный раствор перекиси водорода нестабильный, скорость его разложения будет ещё быстрее

 

5) Скорость газофазной реакции описывается уравнением:

 

v = k*((C(A))^2)*C(B)

 

При каком соотношении CA/CB начальная скорость реакции будет максимальной, если известно, что суммарное давление (A+B) фиксировано?

 

Не совсем понял как это делать, но как минимум Отношение С(а) и С(в) должно принадлежать N? Насколько я понимаю чем больше концентрация реагента тем лучше, но отношение другое дело

 

Изменено 15 Сентября, 2022 в 15:16 пользователем Vladimir Smirnov

[Lеоnid]

В 15.09.2022 в 18:11, Vladimir Smirnov сказал:

то соотношение скоростей в реакторах в самом начале будет равно единице?

Это почему?

v1 = k[H₂][At₂]

Во втором давление вдвое больше, т.е.

v2 = k[2H₂][2At₂] = 4k[H₂][At₂]

v2/v1 = ...

В 15.09.2022 в 18:11, Vladimir Smirnov сказал:

По формуле Менделеева клайперона найдем, что для фтора V=nRT/(2p), если уменьшается давление, то уменьшается концентрация фосфора, а значит скорость реакции возрастает

 

По этой формуле, если уменьшается давление, возрастает объем. И все. Кинетика ту ни при чем.

[Lеоnid]

В 15.09.2022 в 18:11, Vladimir Smirnov сказал:

Если мы считаем, что объем постоянный и разлагается только пероксид, то справедлива пропорция:

Увы, но она не справедлива. 

В 15.09.2022 в 18:11, Vladimir Smirnov сказал:

При каком соотношении CA/CB начальная скорость реакции будет максимальной, если известно, что суммарное давление (A+B) фиксировано?

Это чисто математическая задача. Ищете экстремум.

В 15.09.2022 в 18:11, Vladimir Smirnov сказал:

но отношение другое дело

Не отношение, а соотношение.

[Vladimir Smirnov]

В 15.09.2022 в 19:18, Lеоnid сказал:

 

По этой формуле, если уменьшается давление, возрастает объем. И все. Кинетика ту ни при чем.

Концентрация же всё-таки меняется, или это тут не при чем?

В 15.09.2022 в 19:44, Lеоnid сказал:

Увы, но она не справедлива. 

Если посчитать получившуюся после разложения пероксида концентрацию и поделить на то, что было, то будет 99,99%, это ведь удовлетворяет тому, что концентрация уменьшилась на 0,01 процент

[Lеоnid]

В 15.09.2022 в 19:48, Vladimir Smirnov сказал:

Концентрация же всё-таки меняется, или это тут не при чем?

На пальцах. У вас замкнутый сосуд на 1 л, в котором, к примеру, 10 г фосфора. Т.е. 10 г/л. В сосуде увеличили давление фтора. Это как-то повлияет на массу фосфора или объем сосуда?

В 15.09.2022 в 19:48, Vladimir Smirnov сказал:

Если посчитать получившуюся после разложения пероксида концентрацию и поделить на то, что было, то будет 99,99%, это ведь удовлетворяет тому, что концентрация уменьшилась на 0,01 процент

Удовлетворяет. Но вот только скорость через пропорцию не определяется.

[Vladimir Smirnov]

В 15.09.2022 в 19:55, Lеоnid сказал:

На пальцах. У вас замкнутый сосуд на 1 л, в котором, к примеру, 10 г фосфора. Т.е. 10 г/л. В сосуде увеличили давление фтора. Это как-то повлияет на массу фосфора или объем сосуда?

Теперь с этим понятно 

[Vladimir Smirnov]

В 15.09.2022 в 19:55, Lеоnid сказал:

 

Удовлетворяет. Но вот только скорость через пропорцию не определяется.

Мы же нашли количество вещества, которое должно распасться, знаем период полураспада. Почему тут не получится вычислить скорость с которой распадется столько-то количества вещества?

[Lеоnid]

В 15.09.2022 в 20:02, Vladimir Smirnov сказал:

Мы же нашли количество вещества, которое должно распасться, знаем период полураспада. Почему тут не получится вычислить скорость с которой распадется столько-то количества вещества?

Почему же не получится, получится. Но только не из пропорции. Период полураспада - нелинейная зависимость.

[Vladimir Smirnov]

В 15.09.2022 в 20:20, Lеоnid сказал:

Почему же не получится, получится. Но только не из пропорции. Период полураспада - нелинейная зависимость.

Если запрячь формулу для радиоактивного полураспада, получится?

[Lеоnid]

В 15.09.2022 в 20:24, Vladimir Smirnov сказал:

Если запрячь формулу для радиоактивного полураспада, получится?

Какого цвета учебник? Для реакции первого порядка есть своя формула.