Задачи с решением по теме «Кинетика»

№ 1. При температурном коэффициенте скорости γ=2 на скольо нужно повысить температуру чтобы скорость реакции возросла в 50 раз.

Решение

Используя уравнение

получим

№ 2. Чему равен температурный коэффициент скорости, если при изменении температуры на 40º скорость реакции возросла в 100 раз?

Решение

По уравнению

получим

№ 3. Написать ЗДМ для следующих реакций

2NO(г) + O2(г) = 2NO2(г)

2NO2 = N2O4(г)

CaCO3(т) = CaO(т) + CO2(г)

Решение

ЗДМ для обратной реакции выражает константу равновесия. Для двух гомогенной реакций

№ 4. Для гетерогенной реакции Скорость реакции при 40º вдвое выше, чем при 30º. Вычислить энергию активации.

Решение

Используя уравнение Аррениуса в логарифмическом виде

для двух температур получим

Подставляя известныи значения в него и переведя десятичные логарифмы находим E_а

№ 5. Вычислить скорость реакции A + 2B = C, если концентрация A = 3 моль, а вещества B = 4 моль, константа скорости k = 0,5

Решение

Записав закон действующих масс в начальный момент и подставив соответствующие значения получим

№ 6. Вычислить скорость реакции A + 2B = C в момент, когда прореагировала половина вещества B (начальные концентрации взять из примера 5).

Решение

Поскольку прореагировала половина вещества B, то к требуемому моменту осталось B = 2 моль, а так как вещества A и B взаимодействуют в соотношении 1:2, то вещества A осталось так же 2 моль. Следовательно, скорость реакции в этот момент равна

№ 7. Вычислить константу скорости реакции А + В, если через 10 мин прореагировало 0,5 количества А, а начальные концентрации равны 0,2 моля.

Решение

Обозначим через x количество прореагировавших A и B, а через c – начальные концентрации реагирующих А и В. Используя выражение для константы второго порядка

№ 8. На сколько увеличится скорость прямой реакции 2А + В = 2С, если все реагенты газообразны, при повышении давления в 3 раза?

Решение

Запишем выражение ЗДМ для начального P₀ и конечного 3P₀ давлений

Отношение

следовательно скорость возрастет в 27 раз.

№ 9. На сколько увеличится скорость гетерогенной реакции 2A_(г) + B_(т) при увеличении давления в 4 раза?

Решение

Для гетерогенной реакции в выражение ЗДМ входят только газообразные продукты. Тогда отношение скорости будет равно

№ 10. Найти температурный коэффициент скорости каталитической реакции разложения HCOOH → CO₂ + H₂, если константы скорости при 413 и 458 К соответственно равны 5,5∙10^–4c^–1 и 9,2∙10^–3c^–1.

Решение

По определению

Прологарифмируем это уравнение и подставим в него соответствующие численные значения

Задачи с решением по теме «Растворы».

№ 1. В 175 г воды растворено 25 г CuSO₄∙5H₂O. Вычислить процентную концентрацию его в полученном растворе.

Решение

Масса раствора составляет 200 г. В пентагидрате сульфата меди (II) безводного CuSO₄ содержится

что составляет

№ 2. Определите молярную долю, моляльность, молярную концентрацию, молярную концентрацию эквивалентов и титр 27,.7% раствора H₂SO₄, d = 1,2 г/мл.

Решение

Молярная доля χ

Моляльность C_m

Молярная концентрация C

Молярная концентрация эквивалентов C_Э

Титр T

№ 3. На нейтрализацию 25 мл раствора H₂SO₄ израсходовано 10 мл 0,1 C_Э раствора NaOH. Какова молярная концентрация эквивалентов H₂SO₄?

Решение

Используя закон эквивалентов

CЭ(H2SO4) ∙V(H2SO4) = CЭ(NaOH) ∙V(NaOH),

получаем

№ 4. Определить объем 70% раствора H₃PO₄ плотностью 1,5 г/мл, необходимый для приготовления 1,5 л раствора C_Э=0,1 моль·л^–1.

Решение

Используя соотношение и учитывая, что нужно приготовить раствор с = 0,1 находим объем исходного раствора .

№ 5. Для заполнения автомобильного аккумулятора необходимо приготовить 2 л 35% серной кислоты плотностью 1,26 г/мл из 98% раствора с d = 1,836 г/мл.

Решение

Задача решается аналогично задаче 4.

№ 6. Какова температура кипения раствора 30 г глюкозы (C₆H₁₂O₆) в 100 мл воды (d = 1,000 г·мл^–1).

Решение

Δt = Kэб · Cm = Kэб 0,87°C.

t_кип раствора C₆H₁₂O₆ 100,87°C. Температура замерзания раствора 0,400 г неизвестного углеводорода в 25,0 г уксусной кислоты понизилась на 0,45°C по сравнению с чистой CH₃COOH (K = 3,6 град·моль^–1·кг).

№ 7. Какова молярная масса исследуемого углеводорода? Какова его формула, если по данным анализа содержание C = 93,76%; H = 6,25%?

Решение

ΣM(C) = 0,9376 ∙M(B) = 120;   n(C) = 120 : 12 = 10

ΣM(H) = 0,0624 ∙M(B) = 8,0;   n(H) = 8,0 : 1,0 = 8

C₁₀H₈ (нафталин).

№ 8. Образец поливинилхлорида массой 4,00 г с M = 1,5∙10⁵ г∙моль^–1 растворили в 0,1 л диоксана, C₄H₈O₂ при 298К. Каково осмотическое давление, возникающее в растворе по сравнению с чистым диоксаном?

Решение

= 6,6 Па.

№ 9. Определить концентрацию H⁺ в растворе уксусной кислоты CH₃COOH c C = 0,1 моль·л^–1; K_д=2·10^–5.

Решение

Слабый электролит одноосновная уксусная кислота диссоциирует на одиноковое число H⁺ и CH₃COO^–

CH3COOH = H+ + CH3COO–

Записав выражение для K_д

и учитывая [H⁺] = [CH₃COO^–]; находим

[H+] = = 1,4 ∙10–3 моль∙л–1.

По закону разбавления Освальда

= 1,4∙10–3 моль∙л–1.

№ 10. Определить pH раствора, в литре которого содержится 0,0085 г гидроксильных ионов.

Решение

Из ионного произведения воды [H⁺][OH^–]=1∙10^–14

= 2∙10–10;     pH = –lg [H+] = – lg 2∙10–10 = 9,7