новая папка 1 / 287898

при указанных начальных концентрациях исходных веществ C0 (продукты реакции в начальный момент времени отсутствуют).

	Номер	Уравнение реакции
	задачи

1362CH4(г) = C2H2(г) + 3H2(г)

1372CO(г) + O2(г) = 2CO2(г)

138SO2(г) + Cl2(г) = SO2Cl2(г)

139CH4(г) + CO2(г) = 2CO(г) + 2H2(г)

140Cl2(г) + 5F2(г) = 2ClF5(г)

141CO(г) + 2H2(г) = CH3OH(г)

1422H2S(г) + SO2(г) = 3S(к) + 2H2O(г)

143C2H2(г) + N2(г) = 2HCN(г)

1442ClF5(г) = Cl2F6(г) + 2F2(г)

145CO(г) + NO(г) = CO2(г) + ½N2(г)

146CH4(г) + CH3Cl(г) = C2H6(г) + HCl(г)

147PCl5(г) = PCl3(г) + Cl2(г)

148CO2(г) + H2(г) = HCOOH(г)

1492CF2Cl2(г) = C2F4(г) + 2Cl2(г)

150CO(г) + Cl2(г) = COCl2(г)

1512NO(г) + O2(г) = 2NO2(г)

152CO2(г) = CO(г) + ½O2 (г)

153C2H6(г) = C2H4(г) + H2(г)

154CCl4(г) + H2O(г) = COCl2(г) + 2HCl(г)

1552HCN(г) = C2H2(г) + N2(г)

С0, моль/л

АВ

0,5	—
1	0,5
0,5	0,5
1	1
1	0,2
0,5	1
2	1
1	1
1	—
0,5	0,5
1	1
0,5	—
0,2	0,2
1	—
1	1
1	0,5
0,2	—
1	—
1	1
0,5	—

11

2. КИНЕТИКА ГОМОГЕННЫХ И ГЕТЕРОГЕННЫХ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

В задачах 1–10 для гомогенной химической реакции первого порядка АВ → А + В, протекающей при постоянной температуре, определите время, за которое прореагирует указанная доля α исходного вещества, если известны его начальная концентрация С0 и время полупревращения t0,5.

Номер	С0, моль /л	t0,5, мин	α, %
задачи
1	2,0	23,2	60
2	0,8	25,4	40
3	1,2	135,0	80
4	0,4	5,6	95
5	0,1	358,4	70
6	0,5	21,0	30
7	1,4	434,8	65
8	1,5	157,0	80
9	1,0	12,6	70
10	0,3	258,0	25

В задачах 11–20 для гомогенной химической реакции второго порядка, протекающей при постоянной температуре, рассчитайте концентрацию реагентов С2 через некоторое время t2 от начала реакции, если известно, что при одинаковой начальной концентрации реагентов С0 за время t1 от начала реакции их концентрация стала равной С1.

12

Номер	С1, моль/л	t1, мин	С2, моль/л	t2, мин
задачи
11	0,1	76,8	0,06	90
12	0,5	120	0,2	180
13	0,2	50	0,12	100
14	0,4	140	0,2	200
15	0,5	60	0,3	120
16	0,2	25	0,1	75
17	0,6	100	0,4	110
18	0,1	30	0,06	100
19	0,4	80	0,25	110
20	0,3	70	0,15	95

В задачах 21–35 для указанной гомогенной химической реакции определите время, за которое прореагирует определенная доля α исходного вещества, если известны порядок реакции n, началь-

ные концентрации реагентов С0 и период полупревращения ½.

	Номер	Реакция	n	С0, моль/л	½, мин	, %
	задачи
	21	А B + D	1	0,2	76	40
	22	C2H6 C2H4 + H2	1	0,5	15	80
	23	A B + D	1	0,5	210	30
	24	2NH3 N2 + 3H2	2	0,4	103	60
	25	А B + D	1	0,3	12	10
	26	2HI H2 + I2	2	0,4	179	60
	27	A + B D	2	0,2	78	90
	28	RBr + OH ROH +Br	2	0,2	25	50
	29	HCOOH CO2 + H2	1	0,4	62	30
	30	2HI H2 + I2	2	0,6	124	70
	31	H2O2 H2O + ½O2	1	0,2	16	80
	32	C2H5Cl C2H4 + HCl	1	0,1	85	60
	33	C2H6 C2H4 + H 2	1	0,5	218	50
	34	HBr + O2 HO2 + Br	2	0,2	1	40
	35	2А B + D	2	0,1	30	60

13

В задачах 36–45 рассчитайте, во сколько раз увеличится константа скорости какой-либо гомогенной химической реакции при повышении температуры от Т1 до Т2, если известна ее энергия активации Еа.

	Номер	Т1, K	Т2, K	Еа, кДж/моль
	задачи
	36	300	400	56,3
	37	400	600	123,6
	38	500	600	209,5
	39	300	500	120,7
	40	350	650	275,6
	41	500	700	87,5
	42	450	500	64,8
	43	300	600	118,6
	44	500	650	204,3
	45	450	550	54,8

В задачах 46–55 определите, во сколько раз увеличится константа скорости гомогенной химической реакции с участием катализатора, протекающая при постоянной температуре Т, если введение катализатора понижает энергию активации реакции на указанное Еа.

	Номер	Т, K	Еа, кДж/моль
	задачи
	46	300	30,0
	47	400	35,0
	48	400	120,0
	49	600	30,0
	50	300	60,0
	51	500	40,0
	52	600	150,0
	53	400	80,0
	54	300	45,0
	55	500	110,0

14

В задачах 56–65 для реакции первого порядка рассчитайте константы скорости гомогенной химической реакции при температурах Т1 и Т2, если известны предэкспоненциальный множитель в уравнении Аррениуса k = k0 exp (–Eа/RT ) и энергия активации Еа данной реакции.

Номер	k0, с–1	Еа, кДж/моль	Т1, K	Т2, K
задачи
56	4·104	247,5	400	500
57	3·1014	140,8	300	500
58	2·1010	170,5	600	700
59	1,7·107	230,5	400	700
60	2,5·1014	89,3	300	500
61	1·1013	280,7	500	700
62	2·104	75,9	500	600
63	3,7·1010	100,5	300	500
64	4·107	195,8	400	600
65	1,5·1012	170,0	400	500

В задачах 66–80 для гомогенной химической реакции n-го порядка рассчитайте концентрацию исходных веществ С2 через некоторое время t2 от начала реакции, если известно, что при начальных концентрациях реагентов С0 при некоторой температуре за время t1 концентрация исходного вещества стала равной С1.

	Номер	Реакция	n	С0, моль/л	t1, мин	С1, моль/л	t2, мин
	задачи
	66	2NOBr 2NO + Br2	2	0,1	5	0,03	10
	67	N2O4 2NO2	1	0,3	16	0,15	160
	68	2NH3 N2 + 3H2	2	0,2	50	0,015	150
	69	2NO2 2NO + O2	2	0,15	20	0,05	80
	70	HCOOH CO2 + H2	1	0,4	16	0,2	30
	71	2N2O 2N2 + O2	1	0,2	20	0,1	50
	72	CH3 CHO CH4 + CO	1	0,25	15	0,1	45
							15

	Номер	Реакция	n	С0, моль/л	t1, мин	С1, моль/л	t2, мин
	задачи
	73	C2 H5Cl C2 H 4 + HCl	1	0,5	50	0,2	90
	74	2HI H2 + I2	2	0,3	10	0,1	20
	75	SO2 Cl2 SO2 + Cl2	1	0,2	12	0,1	60
	76	C2H6 C2H4 + H2	1	0,4	25	0,15	50
	77	H2O2 H2O + ½O2	1	0,2	3	0,06	8
	78	HBr + O2 HO2 + Br	2	0,1	120	0,02	150
	79	2HI H2 + I2	2	0,2	20	0,15	40
	80	RBr + OH– ROH + Br	2	2,0	1	0,5	5

В задачах 81–90 определите скорость указанной элементарной реакции по каждому компоненту, если известна скорость образования продукта r.

	Номер	Реакция	Продукт	r, моль/л·с
	задачи
	81	2А → В + 2С	С	1,2·10–5
	82	А + В → 2С	С	8,4·10–6
	83	А → 2В + С	В	2,0·102
	84	3А + В → 2С	С	8,0·10–1
	85	А → 2В	В	2,6·10–2
	86	2А → В	В	2,4·10–3
	87	3А → В + С	С	1,8·100
	88	А → 2В + С	В	3,1·10–2
	89	А + В → 2С	С	4,0·100
	90	А + В → С + 2D	D	6,0·10–4

В задачах 91–100 для данной элементарной реакции рассчитайте скорость реакции r2 при указанной концентрации С2 одного из компонентов, если известны начальные концентрации реагентов С0 и скорость реакции r1 при известной концентрации одного из компонентов С1. Определите, каким образом изменилась при этом скорость химической реакции.

16

	Номер	Реакция	С0, моль/л	С 1, моль/л	r1, моль/(л с);	С2, моль/л
	задачи
	91	А + В D	С0,А = 5,0	С1,А = 3,0	4,2	С2,D = 2,0
			С0,В = 7,0
	92	2А 2В + D	С0,А =4,0	С1,D = 1,5	1,8 10–4	С2,А = 1,5
	93	А В + D	С0,А = 10,0	С1,В = 4,0	2,1 10–6	С2,D = 3,0
	94	3А 2В + D	С0,А = 6,0	С1,В = 1,0	2,0 10–3	С2,D = 1,0
	95	А + 2В D	С0,А = 0,4	С1,А =0,1	1,4 10–8	С2,B = 0,1
			С0,В = 0,8
	96	2А + В D	С0,А = 8,0	С1,А = 6,0	6,8 10–3	С2,B = 4,0
			С0,В = 6,0
	97	2А + В D	С0,А = 1,6	С1,В = 0,4	6,3 10–2	С2,D = 0,6
			С0,В = 0,6
	98	2А В	С0,А = 4,0	С1,В =0,8	2,8	С2,А = 2,0
	99	2А В + D	С0,А = 2,5	С1,D = 1,0	4,1 10–1	С2,А = 0,1
	100	А 2В	С0,А = 1	С1,В = 0,5	4,1 10–2	С2,А = 1,0

В задачах 101–110 определите энергию активации гетерогенной химической реакции металла с раствором кислоты, если известен температурный коэффициент реакции Вант-Гоффа γ в заданном интервале температур.

	Номер	γ	Т1, С	Т2, С
	задачи
	101	3,4	50	80
	102	2,7	30	50
	103	3,7	25	55
	104	3,3	27	77
	105	2,4	60	90
	106	2,6	40	70
	107	3,8	5	27
	108	2,9	15	34
	108	3,7	23	61
	110	2,1	38	88

17

В задачах 111–120 при известной энергии активации Еа некоторой гетерогенной химической реакции определите, во сколько раз возрастет ее скорость при повышении температуры от Т1 до Т2 и рассчитайте ее температурный коэффициент.

	Номер	Т1, С	Т2, С	Еа, кДж/моль
	задачи
	111	50	80	50,0
	112	30	50	80,0
	113	25	55	220,0
	114	27	127	100,0
	115	60	90	140,0
	116	40	70	65,0
	117	10	30	76,0
	118	35	75	124,0
	119	20	60	203,0
	120	5	45	95,0

В задачах 121–130 определите, до какого значения нужно повысить температуру от заданного значения Т1 при указанном температурном коэффициенте гетерогенной химической реакции γ, чтобы скорость реакции увеличилась в z раз.

	Номер	Т1, С	γ	z
	задачи
	121	50	3,0	27
	122	30	2,7	10
	123	25	3,7	60
	124	27	3,0	100
	125	60	2,0	64
	126	40	2,2	1200
	127	20	3,2	150
	128	10	2,5	40
	129	150	3,5	16
	130	24	2,6	8

18

Приложение

Термодинамические характеристики индивидуальных веществ

Вещество		f	H 0	,	S0 ,		G0	,
			298		298		f 298
	кДж/моль				Дж/(моль·K)	кДж/моль
			0
Al(к)					28,3		0
Al2O3(к)	–1675				57	–1582
As(к)			0		36		0
As2O3(к)		–666			117	–588
As2O5(к)		–925			105	–782
AsF3(г)		–921			289	–906
AsF5(г)	–1238				353	–1181
Ar(г)			0		150,8		0
Ag(к)			0		43		0
Au(к)			0		48		0
Be(к)			0		10		0
C(графит)			0		5,74		0
CO(г)		–110			197	–137
CO2(г)		–393			214	–395
CS2(ж)			88		151		64
CCl4(г)		–103			310		–61
C2F4(г)		–659			300		—

Вещество		f	H 0	,	S0 ,		G0	,
			298		298		f 298
	кДж/моль				Дж/(моль·K)	кДж/моль
					258
COF2(г)		–635				–619
COCl2(г)		–220			264	–267
CaO(к)		–635			40	–604
Ca(OH)2(к)		–985			83	–897
CaCO3 (к)	–1207				92	–1128
Co(к)			0		30		0
Cu(к)			0		33		0
Cr(к)			0		24		0
CuCl(к)		–136			87	–119
CrCl2(к)		–393			115	–356
CrCl3(к)		–516			123	–446
CrF2(к)		–754			84	–711
Ce2O3(к)	–1801				143	–1708
Cl(г)		122			165		106
Cl2(г)			0		223		0
Cl2F6(г)		–326			562	–246
CF2Cl2(г)		–486			301		—

19

Вещество

CF3Cl(г)

CF3Cl(г)

CH3Cl(г)

Fe(к)

FeO(к)

Fe2O3(к)

Fe3O4(к)

F(г)

F2(г)

Ge(к)

GeO2(к)

GeCl4(г)

H(г)

H2(г)

H2O(ж)

H2O(г)

HCl(г)

H2S(г)

HF(г)

Hg2Br2 (к)

20

	f	H 0	,	S0 ,		f	G0	,
		298		298			298
кДж/моль				Дж/(моль·K)	кДж/моль
	–710
				285			—
	–711			285
	–82			233			—
		0		27			0
	–264			59	–251
	–824			87	–742
–1117				151	–1012
		79		159			62
		0		203			0
		0		42			0
	–580			40	–522
	–495			348	–457
	218			115		203
		0		131			0
	–286			70	–238
	–242			189	–228
	–92			187	–951
	–21			206		–34
	–271			174	–273
	–207			218	–181

Продолжение таблицы

Вещество		f	H	0	,	S0 ,	G0	,
				298		298	f 298
	кДж/моль					Дж/(моль·K)	кДж/моль
						126
He(г)			0				0
Ir(к)			0			35	0
Ir2S3 (к)		–245				97	–224
Kr(г)			0			164	0
Mn(к)			0			32	0
MnO(к)		–385				60	–363
MnO2(к)		–520				53	–465
MgO(к)		–601				27	–569
Mg(OH)2(к)		–925				63	–834
Mo(к)			0			29	0
MoO2(к)		–585				46	–534
Mo2C(к)			18			82	12
N(г)		473				153	456
N2(г)			0			192	0
N2O(г)			82			220	104
NO(г)			91			211	87
NO2(г)			33			240	51
N2O4(г)			9			304	98
NH3(г)		–46				192	–16
NH4Cl(к)		–315				95	–203