Теоретические вопросы формальной кинетики

1. Какие из следующих факторов влияют на скорость химической реакции: природа реагирующих веществ, катализатор, растворитель, температура?

2. Что называется скоростью химической реакции? В каких единицах она измеряется?

3. Что называется лимитирующей стадией сложной химической реакции?

4. Сформулируйте основной постулат химической кинетики и дайте характеристику входящим в него величинам.

5. Каков физический смысл константы скорости реакции?

6. Имеет ли размерность и какую константа скорости реакции?

7. Какие из следующих факторов влияют на константу скорости химической реакции: природа реагирующих веществ, концентрация реагирующих веществ, катализатор, растворитель, температура?

8. Что называется истинной скоростью химической реакции? Напишите математическое выражение истинной скорости реакции А  В. Обозначения: С_А и С_В  концентрации исходного вещества и конечного продукта.

9. В каких случаях скорость реакции определяется изменением концентрации реагирующих веществ в единицу времени?

10. Как связана скорость реакции взаимодействия водорода с кислородом (2Н₂ + О₂ = 2Н₂О), выраженная по водороду, со скоростями этой реакции, выраженными по другим компонентам?

11. Как связана скорость реакции взаимодействия водорода с иодом (Н₂ + J₂ = 2НJ), выраженная по водороду, со скоростями этой реакции, выраженными по другим компонентам?

12. Напишите, как связана скорость реакции разложения хлористого нитрила NO₂Cl = NO₂ + 1/2 Cl₂ , выраженная через концентрацию Cl₂ , со скоростью этой реакции по другим компонентам.

13. Что называется молекулярностью химической реакции?

14. Что называется порядком химической реакции?

15. Совпадают ли по величине и в каких случаях молекулярность, порядок реакции и сумма стехиометрических коэффициентов в уравнении реакции?

16. Что такое элементарная реакция?

17. Каковы основные задачи химической кинетики?

18. В чем состоят основные различия между химической термодинамикой и кинетикой?

19. Напишите выражение для константы скорости реакции 1-го порядка, если С_о  концентрация исходного вещества в начальный момент времени, С  концентрация исходного вещества в момент времени t .

20. Зависит ли и как от исходной концентрации реагирующего вещества период полупревращения для реакции 1-го порядка?

21. Чему равно среднее время жизни молекулы в реакции 1-го порядка?

22. Укажите размерность константы скорости реакции 2-го порядка.

23. Выведите формулу для расчёта константы скорости реакции 2-го порядка при равных исходных концентрациях реагирующих веществ.

24. Зависит ли и как от исходных концентраций реагирующих веществ период полупревращения для реакции 2-го порядка?

25. Напишите кинетическое уравнение и выражение для константы скорости реакции 3-го порядка при равных концентрациях исходных веществ.

26. Выведите выражение для периода полупревращения исходных веществ по реакции 3-го порядка, если исходные концентрации реагирующих веществ одинаковы.

27. Изменяется ли и как концентрация продукта реакции с течением времени, если реакция имеет нулевой порядок?

28. Изменяется ли и как скорость химической реакции (кроме цепной) с течением времени, если в реакционную смесь новых количеств исходных веществ не поступает?

29. Какая из односторонних реакций заканчивается быстрее при одинаковых концентрациях исходных веществ и одинаковых константах скорости: 1-го, 2-го или 3-го порядка? Ответ аргументируйте.

30. Изобразите схематически на одном графике кинетические кривые для исходного вещества в случае односторонних реакций 1-го, 2-го и 3-го порядка при одинаковых константах скорости и равенстве исходных концентраций.

31. Графическим выражением какой зависимости является кинетическая кривая?

32. Какие основные принципы используются при составлении кинетических уравнений сложных реакций?

33. Напишите уравнение зависимости истинной скорости обратимой реакции 1-го порядка А  В от концентрации, если в начальный момент времени концентрация исходного вещества  С_о,А, концентрация продукта реакции  С_о,В, k₁  константа скорости прямой реакции, k₂  константа скорости обратной реакции, x  изменение концентрации исходного вещества.

34. Напишите выражение для расчёта скорости обратимой реакции первого порядка А  В , используя обозначения: а  исходное количество молей A, в  исходное количество молей B, х  количество молей A, прореагировавших к моменту к моменту времени t , k₁  константа скорости прямой реакции, k₂  константа скорости обратной реакции.

35. Сумма констант скоростей обратимой реакции 1-го порядка рассчитывается по уравнению

k₁ + k₂ = 1/t ln L/(L x).

Имеет ли какой-нибудь физический смысл величина L ?

36. Изобразите схематически кинетические кривые для вещества B в ходе прямой и обратной реакции А В .

37. Реакция нитрования фенола протекает с образованием о-нитрофенола и п-нитрофенола. Константы скорости этих реакций k_о и k_п . Исходные концентрации  С_о,ф (фенола) и С_о,к (кислоты). Как запишется уравнение скорости этой реакции, если обозначить через x изменение концентрации фенола?

38. От чего зависит время достижения максимальной концентрации промежуточного вещества B в последовательной реакции 1-го порядка

А В С ?

39. Чем определяется максимальное количество промежуточного вещества B в последовательной реакции 1-го порядка А В С ?

40. При каком соотношении констант скоростей отдельных стадий последовательной реакции 1-го порядка А В С период индукции будет наибольшим?

41. Реакция А В С 1-го порядка. Изобразите схематически график изменения концентрации веществ А, В, С с течением времени, если k₁  k₂.

42. Всегда ли выполняется принцип независимости реакций, на котором основано изучение кинетики сложных реакций?

43. В чем состоит сущность метода изолирования Оствальда при определении порядка реакций?

44. Какие экспериментальные данные необходимы для определения порядка реакции?

45. Как можно графически определить значение константы скорости реакции 1-го порядка?

46. Как графически определить значение константы скорости реакции 2-го порядка при равных исходных концентрациях реагирующих веществ?

47. Как экспериментально определить концентрационный (истинный) порядок реакции по данному компоненту?

48. Какие экспериментальные данные свидетельствуют о влиянии промежуточных веществ на скорость реакции?

49. Как можно на основании определения порядка реакции установить характер влияния промежуточных продуктов реакции на её скорость?

50. Изобразите схематически график зависимости скорости реакции от температуры, если энергия активации  величина положительная.

51. Напишите уравнение зависимости константы скорости реакции от температуры (в дифференциальной форме) и укажите важнейшую причину увеличения скорости реакции с ростом температуры.

52. Изобразите схематически график линейной зависимости, которым следует воспользоваться для определения энергии активации реакции. Напишите соответствующую расчётную формулу.

53. Что такое энергия активации химической реакции и какую размерность она имеет?

54. Как изменяется lg K с ростом величины 1/Т ?

55. Какой минимум экспериментальных данных необходим для расчёта энергии активации реакции?

56. Какие реакции обнаруживают аномальную зависимость скорости реакции от температуры?

57. Какие реакции называют цепными? Какие группы реакций можно выделить в любой цепной реакции? Охарактеризуйте их.

58. Какова особенность (особенности) реакций обрыва цепи в цепном химическом процессе?

59. Как зависит температура воспламенения от давления смеси в разветвленных цепных реакциях? Объясните причины такой зависимости.

60. В чем сходство и в чем различие между цепным и тепловым взрывом (воспламенением)?

61. Какой закон является основным законом фотохимии? Сформулируйте этот закон.

62. Что такое квантовый выход? Какие значения может принимать эта величина? Означает ли отклонение квантового выхода от единицы, что закон фотохимической эквивалентности в данном случае не соблюдается?

63. Путем анализа наиболее общего выражения для скорости фотохимической реакции покажите, в каких случаях фотохимическая реакция имеет первый порядок по реагенту, а в каких – нулевой.

64. В чем состоит особенность фотохимической активации по сравнению с термической? Чем кинетика фотохимических реакций отличается от кинетики обычных реакций?

65. Что такое первичные и вторичные фотохимические процессы? Подробно опишите вторичные реакции и укажите, протекание которых их них приводит к тому, что квантовый выход становится меньше единицы.

66. Для каких типов фотохимических реакций характерен квантовый выход   1, а для каких –   1?

67. Проявляют ли фотохимические реакции аномальную зависимость скорости реакции от температуры? Ответ поясните.