Вариант 5

1. Каким образом теория активных столкновений объясняет процесс активации при протекании мономолекулярной реакции в газовой фазе? Рассмотрите схему Линдемана и получите уравнение для скорости мономолекулярной газофазной реакции. Какой порядок будет иметь мономолекулярная газовая реакция при высоких давлениях?

2. До 1967 г считали, что реакция Н₂ + I₂ = 2 HI (k) является элементарной. Затем было показано, что она идет по следующему механизму: а) I₂ 2 I (k₁); б) 2 I I₂ (k₂ ; в) 2 I + H₂ 2 HI (k₃). Получите уравнения для скорости образования НI для обоих механизмов и укажите условия, при которых в эксперименте не будет обнаружена разница между этими механизмами.

3. Какие основные элементарные стадии можно выделить в цепной реакции? Приведите примеры различных стадий. Поясните термины “неразветвленная ” и “разветвленная” цепная реакция и приведите примеры таких реакций.

4. Изобразите в аррениусовских координатах зависимость константы скорости гетерогенной химической реакции от температуры, если известно, что при температуре Т происходит переход реакции из диффузионной области в кинетическую. Каким образом можно перевести гетерогенный процесс из одной области в другую?

5. С чем связано увеличение скорости реакции (по сравнению с некаталитической) при: а) гомогенном б) гетерогенном катализе? Изобразите энергетические профили каталитической и некаталитической реакций типа А (г)  В для всех упомянутых случаев.

6. Сформулируйте основные положения теории электролитической диссоциации Аррениуса. Какие вещества подвергаются диссоциации в водных растворах? Почему?

7. Что понимают под термином «число переноса иона»? Зависят ли и е6сли «да», то каким образом, числа переноса отдельных ионов от концентрации и температуры? Перечислите известные Вам методы определения чисел переноса, и подробно опишите один из них по Вашему выбору

8. Чем теория Дебая −Гюккеля −Онзагера отличается от классической теории Дебая −Гюккеля? Сравните уравнение Онзагера и уравнение корня квадратного Кольрауша. В чем состоит сходство и различие этих уравнений?

9. Приведите 2 − 3 примера электродов второго рода, запишите для них электродные реакции и выражения для электродных потенциалов. Что такое “насыщенный каломельный электрод” и почему он находит широкое практическое применение?

10. Каким образом, используя методику измерения ЭДС, можно определить среднюю ионную активность в растворах CuCl₂ и KCl? Предложите соответствующие гальванические элементы.

11. Константа скорости реакции разложения ацетондикарбоновой кислоты СО(СН₂СООН)₂ СО(СН₃)₂ + 2 СО₂

при 273,2 К составляет 2,46 10 ^-5мин^-1, а при 313,2 К − 5,76 10 ^-3мин^-1.Вычислите время, в течение которого при температуре 323,2 К реакция пройдет на 70 %.

12. Как изменится ЭДС цепи Pt, H₂ / NaOH / HgO, Hg , если при Т = 298 К увеличить давление водорода в 10 раз и одновременно уменьшить активность раствора щелочи в 2 раза? Запишите электродные и потенциалобразующую реакции.

Вариант 6

1. Кратко охарактеризуйте известные Вам механизмы действия катализатора. Предложите возможные механизмы для гомогенных каталитических реакций, если в отсутствии катализатора они протекают по схемам

а) А  Р; б) А + В  Р. Получите соответствующие выражения для скорости процессов.

2. Что Вам известно о предельных явлениях в разветвленных цепных реакциях? Какова природа первого, второго и третьего пределов воспламенения? Можно ли перевести в режим воспламенения систему, находящуюся ниже первого предела воспламенения, если постепенно добавлять в нее инертный газ?

3. Что понимают под термином «активное столкновение» и как соотносятся число активных столкновений и общее число столкновений молекул в газовой фазе? Приведите формулу ТАС для расчета константы скорости бимолекулярной газофазной реакции.

4. Какие вещества (приведите примеры) способны выступать в качестве катализатора в реакциях основного катализа? Приведите схему механизма реакции основного катализа. Каким образом скорость каталитической реакции будет зависеть от рН раствора?

5. Запишите интегральную и дифференциальную формы уравнения Аррениуса и поясните смысл входящих в него параметров. Каков физический смысл и размерность энергии активации? Зависит ли она от температуры?

6. Каким образом на основании данных измерения электропроводности рассчитывают степень и константу диссоциации слабых электролитов?

7. Какие причины могут вызвать диффузию и миграцию ионов в растворе? Что такое «электрохимический потенциал» и как он связан с химическим потенциалом?

8. К какому типу электродов относится электрод, на котором протекает реакция Cu²⁺ + 2e = Cu(Hg)? Запишите уравнение Нернста для этого электрода. Какие еще типы электродов Вам известны? Приведите примеры.

9. Какого типа гальванические элементы (химические, концентрационные) обычно используются для определения чисел переноса ионов в растворе? Предложите элемент для определения чисел переноса ионов в растворе нитрата серебра и поясните методику расчета

10. Что понимают под поляризацией электрода? Поясните смысл терминов “концентрационная поляризация” и “электродное перенапряжение”. Изобразите типичные поляризационные кривые для первого и второго типа поляризации.

11. Хлорирование бензола в ледяной уксусной кислоте С₆Н₆ + С1₂ = С₆Н₅С1 + НС1 является реакцией второго порядка с константой скорости 1,5 10 ^-6л/моль с. Начальные концентрации бензола и хлора соответственно составляют 0,5 и 0,05 моль/л. За какое время будет достигнута концентрация хлорбензола, равная половине от максимальной? Чему равна скорость реакции в этот момент времени?

12. В 0,01 молярный раствор MeSO₄ опущены платиновые электроды. Поверхность каждого электрода 10 см², расстояние между ними − 4 см. Эквивалентная электропроводность раствора составляет 100 см^{2 ×}Ом^{-1 ×}моль−экв^-1. Какое напряжение нужно приложить к электродам, чтобы через раствор протекал ток силой 0,1 А?

ВАРИАНТ 7

1. Как следует спланировать эксперимент для определения а) временного; б) концентрационного

порядка по ионам железа в реакции Fe³⁺ + I^- = Fe²⁺ + 1/2 I₂ ?

2. Какова природа теплового взрыва и чем он отличается от цепного взрыва? Каким образом можно оценить для данной реакции температуру, выше которой тепловой взрыв неизбежен?

3. Чем различаются понятия “аррениусовская” и “истинная” энергия активации? Получите соотношение, связывающее эти величины.

4. Как Вы объясните тот факт, что скорость цепной реакции, проводимой при одинаковых температурах в реакторах равного объема, изготовленных из одного и того же материала, зависит от формы сосуда? Где она будет большей − в сферическом или в цилиндрическом сосуде?

5. Каков механизм реакций кислотного катализа? Получите с учетом механизма выражение для эффективной константы скорости каталитической реакции. При каком соотношении констант скоростей отдельных стадий процесс будет идти по механизму а) специфического кислотного катализа; б) общего кислотного катализа?

6. Запишите выражение, связывающее сопротивление раствора электролита с его удельной электропроводностью. Какой смысл имеет постоянная ячейки, и как ее определяют?

7. Как рассчитать предельную эквивалентную электропроводность раствора Al₂(SO₄)₃, если известны предельные скорости движения ионов Al³⁺ и SO₄^2-?

8. К какому типу электродов принадлежит ртутно −оксидный электрод? Как будет изменяться его потенциал при увеличении рН? Ответ обоснуйте.

9. Поясните методику определения _r H и _r S потенциалобразующих реакций методом измерения ЭДС гальванических элементов. Составьте гальванический элемент, который может быть использован для определения термодинамических характеристик реакции 2Ag⁺ + SO₄^2- = Ag₂SO₄.

10. Что понимают под термином “ток обмена” и как можно определить эту характеристику экспериментально? Чему равны ток обмена и величина электродного перенапряжения для идеально поляризуемого электрода?

11. Монохлоруксусная кислота разлагается водой по уравнению СН₂С1СООН + Н₂О = СН₂ОНСООН + НС1.

При большом избытке воды реакция имеет первый порядок. Ниже приведены результаты титрования проб одинакового объема

t , мин	0	600	2027
V (NaOH), мл	12,9	15,8	20,5

Рассчитайте константу скорости реакции и найдете, через какое время концентрация всех трех кислот будет одинаковой.

12. ЭДС цепи Zn ZnSO₄(0,001 m) PbSO₄, Pb при 25 ⁰С составляет 0,595 В. Рассчитайте среднюю ионную активность и средний ионный коэффициент активности для раствора ZnSO₄, если стандартная ЭДС равна 0,4085 В.