Константа скорости реакции
Порядок и константа скорости химической реакции при заданной температуре. Энергия активации, температурный коэффициент скорости реакции. Влияние температуры на смещение химического равновесия в направлении эндотермической или экзотермической реакции.
| Рубрика | Химия |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 18.02.2013 |
| Размер файла | 111,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки РФ
СГТУ, ЭТИ СГТУ (филиал)
Кафедра физической и органической химии
Контрольная работа
по дисциплине Физическая химия
г. Энгельс 2011
Задача № 1
Указать порядок и найти константу скорости данной реакции, протекающей при заданной температуре Т, пользуясь данными (табл.37) о ходе процесса во времени (с начала реакции).
|
Реакция |
Время |
Метод контроля за ходом реакции |
Т, К |
|
|
С12Н22О11 + Н2О С6Н12О6 + С6Н12О6 с - концентрация сахара в данный момент, гмоль/л с0 - начальная концентрация 0,65 , гмоль/л |
0 |
1 |
298 |
|
|
1435 |
1,081 |
|||
|
4315 |
1,266 |
|||
|
7070 |
1,464 |
|||
|
11360 |
1,830 |
|||
|
14170 |
2,117 |
|||
|
16935 |
2,466 |
|||
|
19815 |
2,857 |
|||
|
29925 |
4,962 |
|||
|
- |
Решение:
С12Н22О11 + Н2О С6Н12О6 + С6Н12О6
- данная реакция протекает по первому порядку, тогда константа скорости находиться по уравнению:
lg
Составим таблицу:
|
1435 |
4315 |
7070 |
11360 |
14170 |
16935 |
19815 |
29925 |
||
|
1,081 |
1,266 |
1,464 |
1,830 |
2,117 |
2,466 |
2,857 |
|||
|
10 - 5 |
5,41 |
5,46 |
5,54 |
5,32 |
5,298 |
5,33 |
5,299 |
5,35 |
Среднее значение константы скорости данной реакции:
= 5,32 10 - 5 моль/лс
Ответ: = 5,32 10 - 5 моль/лс
Задача № 2
реакция активация температура эндотермический
В табл. 38 приведены значения константы скорости k1 и k2 реакции при двух различных температурах Т1 и Т2 . вычислить энергию активации этой реакции, найти константу скорости при температуре Т3 и определить, сколько вещества прореагировало к моменту времени , если начальная концентрация вещества с0 (с0 - начальные концентрации реагирующих веществ одинаковы). Определить температурный коэффициент скорости реакции и проверить применимость правила Вант - Гоффа на этих примерах. Порядок реакции считать по молекулярности.
|
Реакция |
Т1,К |
k1 |
Т2,К |
k2 |
Т3,К |
с0, кмоль/м3 |
||
|
SO2Cl2 SO2 + Cl2 |
552,2 |
0,60910-4 |
593,2 |
0,132110-2 |
688,2 |
35 |
2,5 |
Решение:
По уравнению Аррениуса можно найти зависимость константы скорости реакции от температуры:
где - константа скорости реакции; А - предэкспоненциальный множитель; Е - энергия активации реакции; Т - термодинамическая температура; R - универсальная газовая постоянная.
ln = ln А ln А = ln +
так как нам дано две температуры составим уравнение для констант скорости и уравняем их:
ln + = ln+
отсюда находим энергию активации реакции:
Еа = R ln
подставив данные из таблицы получим:
Еа = ln = 24576 Дж/моль
А = = = 2,8910-7
А при Т3 = 688,2 К ; = 0,60910-4 моль/лс
Из уравнения для константы скорости второго порядка найдем количество прореагирующих веществ:
с0 = 2,5 кмоль/м3;=0,58 ч
с = = = 2,5
Правило Вант - Гоффа:
k? = k? = 10/(Т?-Т?) = 0,24 = 2,10
Правило Вант - Гоффа выполняется, так как значение температурного коэффициента лежат в области от 2 до 4.
Ответ: с = 2,5; правило Вант - Гоффа выполняется.
Задача № 3
Для реакции А, протекающей по n порядку, получены значения константы скорости при различных температурах (табл.39). Рассчитать:
а) энергию активации;
б) предэкспоненциальный множитель;
в) теплоту активации;
г) энтропию активации;
д) температурный коэффициент скорости реакции.
|
Реакция А |
Т, К |
К при n=1в с-1 , при n=2в см3-1-1 |
|
|
2HIH2 + I2 n = 2 |
500 |
2,93810-6 |
|
|
510 |
7,09610-6 |
||
|
520 |
1,65210-5 |
||
|
530 |
3,73210-5 |
||
|
540 |
8,18510-5 |
||
|
550 |
1,74210-4 |
||
|
560 |
3,60610-4 |
Решение:
а) Уравнение Аррениуса:
где - константа скорости реакции; А - предэкспоненциальный множитель; Е - энергия активации реакции; Т - термодинамическая температура; R - универсальная газовая постоянная.
Энергию активации можно найти зная хотя бы две константы равновесия и прологарифмировав уравнение Аррениуса:
ln = ln А
В координатах ln - 1/Т данная зависимость прямолинейна с тангенсом угла наклона к оси абсцисс равным Е/ R, следовательно
E = - tg
Предэкспоненциальный множитель находим по формуле:
A = e ln A
Составим таблицу:
|
Т |
1/Т |
ln |
||
|
2,93810-6 |
500 |
2,00 Е - 03 |
- 12,7378 |
|
|
7,09610-6 |
510 |
1,96 Е - 03 |
- 11,856 |
|
|
1,65210-5 |
520 |
1,92 Е - 03 |
- 11,011 |
|
|
3,73210-5 |
530 |
1,89 Е - 03 |
- 10,196 |
|
|
8,18510-5 |
540 |
1,85 Е - 03 |
- 9,411 |
|
|
1,74210-4 |
550 |
1,82 Е - 03 |
- 8,655 |
|
|
3,60610-4 |
560 |
1,79 Е - 03 |
- 7,928 |
Строим график в координатах ln - 1/Т.
На графике находим а = 0,21 Е - 03 ; в = 6,73
tg- = - = - 32048
Eа = - tg = 320488,314 = 266447 Дж/моль
где = 8,314Дж/мольК
ln А = ln + = - 12,7378 + = 51,36
A = e ln A = 2,71851,36 = 2 1022 (где е = 2,718)
Теплоту активации найдем по формуле для Т = 298 К:
Е - = 266447 - 8,314298 = 263969Дж/моль
Энтропию активации находим
=
где h - постоянная Планка (6,62Е - 34 Дж/с);
- постоянная Больцмана (1,38Е - 23)
n - порядок реакции , n = 2
= = 8,314 = 218,49
По правилу Вант - Гоффа найдем температурный коэффициент:
= 10/(Т?-Т?) = 1 = 2,33
Ответ: Eа = 266447Дж/моль; A = 2 1022 ; = 263969Дж/моль; = 218,49; =2,33
39?211?845?570?585.43?Ч?10^-13=0.392118457058543
Kc 1, т.е. при данной температуре равновесие данной реакции сильно смещено в сторону образования продуктов реакции.
Влияние температуры зависит от знака теплового эффекта реакции. При повышении температуры химическое равновесие смещается в направлении эндотермической реакции (поглощение теплоты) при понижении температуры - в направлении экзотермической реакции (выделение теплоты). В общем же случае при изменении температуры химическое равновесие смещается в сторону процесса, знак изменения энтропии в котором совпадает со знаком изменения температуры. При повышении температуры, скорости всех реакций (экзо и эндотермических) увеличиваются. Причем повышение температуры больше сказывается на скорости тех реакций, которые имеют большую энергию активации, а значит, эндотермических.
Прямая реакция - экзотермическая, идущая с выделением тепла а обратная реакция - эндотермическая, требующая поглощения тепла.
Влияние изменения температуры на положение химического равновесия подчиняется следующим правилам:
§ При повышении температуры химическое равновесие смещается в направлении исходных веществ реакции;
§ При понижении температуры химическое равновесие смещается в направлении продуктов реакции.
С увеличением температуры равновесие смещается в сторону эндотермических реакций, т.е. реакций протекающих с поглощением теплоты, понижение - в сторону экзотермических реакций.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Вычисление скорости омыления эфира при заданной константе для химической реакции. Определение активации реакции и построение графиков зависимости удельной и эквивалентной электрической проводимости растворов. Гальванический элемент и изменение энергии.
курсовая работа [132,3 K], добавлен 13.12.2010Зависимость скорости PGH-синтазной реакции от концентрации гемина, кинетическое уравнение процесса. Константа Михаэлиса и величина предельной скорости реакции. Зависимость начальных скоростей реакции от концентраций субстрата при наличии ингибитора.
курсовая работа [851,2 K], добавлен 13.11.2012Определение константы равновесия реакции. Вычисление энергии активации реакции. Осмотическое давление раствора. Схема гальванического элемента. Вычисление молярной концентрации эквивалента вещества. Определение энергии активации химической реакции.
контрольная работа [21,8 K], добавлен 25.02.2014Изменение скорости химической реакции при воздействии различных веществ. Изучение зависимости константы скорости автокаталитической реакции окисления щавелевой кислоты перманганатом калия от температуры. Определение энергии активации химической реакции.
курсовая работа [270,9 K], добавлен 28.04.2015Химическая кинетика-наука о скоростях, механизмах химических превращений, о явлениях, сопровождающих эти превращения, о факторах, влияющих на них. Скорость, константа скорости, порядок и молекулярность химической реакции. Закон химической кинетики.
реферат [94,9 K], добавлен 26.10.2008Тепловой эффект реакции при стандартных условиях. Зависимость скорости химической реакции от температуры. Температурный коэффициент. Осмос, осмотическое давление, осмотический коэффициент. Отличительные признаки дисперсных систем от истинных растворов.
контрольная работа [49,7 K], добавлен 25.07.2008Трактовка тримолекулярных реакций по Траутцу. Конечное уравнение для скорости световой реакции. Понятие эффективной энергии активации. Формулы для квазистационарных концентраций свободных валентностей. Особенности цепных неразветвлённых процессов.
курс лекций [236,8 K], добавлен 30.01.2009Теория активированного комплекса. Эмпирическая энергия активации по Аррениусу. Первая стадия механизма активации. Константа равновесия. Общий подход при условии стандартизации концентраций. Реакции в растворах. Реакция Меншуткина (медленная реакция).
реферат [118,4 K], добавлен 30.01.2009Скорость химической реакции. Понятие про энергию активации. Факторы, влияющие на скорость химической реакции. Законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля. Влияние температуры, давления и объема, природы реагирующих веществ на скорость химической реакции.
курсовая работа [55,6 K], добавлен 29.10.2014Предмет термохимии, изучение тепловых эффектов химических реакций. Типы процессов химической кинетики и катализа. Энтальпия (тепловой эффект) реакции. Скорость реакции, закон действующих масс. Константа химического равновесия, влияние катализатора.
презентация [2,2 M], добавлен 19.10.2014Характеристика химического равновесия. Зависимость скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ, температуры, величины поверхности реагирующих веществ. Влияние концентрации реагирующих веществ и температуры на состояние равновесия.
лабораторная работа [282,5 K], добавлен 08.10.2013Основные понятия химической кинетики. Сущность закона действующих масс. Зависимость скорости химической реакции от концентрации веществ и температуры. Энергия активации, теория активных (эффективных) столкновений. Приближенное правило Вант-Гоффа.
контрольная работа [41,1 K], добавлен 13.02.2015Ознакомление с понятием и предметом химической кинетики. Рассмотрение условий химической реакции. Определение скорости реакции как изменения концентрации реагирующих веществ в единицу времени. Изучение общего влияния природы веществ и температуры.
презентация [923,5 K], добавлен 25.10.2014Тепловой эффект химической реакции или изменение энтальпии системы вследствие протекания химической реакции. Влияние внешних условий на химическое равновесие. Влияние давления, концентрации и температуры на положение равновесия. Типы химических связей.
реферат [127,3 K], добавлен 13.01.2011Изменение свободной энергии, сопровождающее химическую реакцию, связь с константой равновесия. Расчет теплового эффекта реакции. Классификации дисперсных систем по размерам дисперсных частиц, агрегатным состояниям дисперсной фазы и дисперсионной среды.
контрольная работа [49,7 K], добавлен 25.07.2008Рассчет сродства соединений железа к кислороду воздуха при определееной константе равновесия реакции. Определение колличества разложившегося вещества при нагревании. Вычисление константы равновесия реакции CO+0,5O2=CO2 по стандартной энергии Гиббса.
тест [115,4 K], добавлен 01.03.2008Электрическая проводимость, равновесие в растворах электролитов. Электродвижущие силы, электродные потенциалы. Основы формальной кинетики. Зависимость скорости реакции от температуры. Фотохимические и сложные реакции, формы кинетического уравнения.
методичка [224,3 K], добавлен 30.03.2011Влияние температуры на скорость химических процессов. Второй закон термодинамики, самопроизвольные процессы, свободная и связанная энергия. Зависимость скорости химической реакции от концентрации веществ. Пищевые пены: понятия, виды, состав и строение.
контрольная работа [298,6 K], добавлен 16.05.2011Понятие и предмет изучения химической кинетики. Скорость химической реакции и факторы, влияющие на нее, методы измерения и значение для различных сфер промышленности. Катализаторы и ингибиторы, различие в их воздействии на химические реакции, применение.
научная работа [93,4 K], добавлен 25.05.2009Определение содержания химической кинетики и понятие скорости реакции. Доказательство закона действующих масс и анализ факторов, влияющих на скорость химических реакций. Измерение общей энергии активации гомогенных и гетерогенных реакций, их обратимость.
презентация [100,2 K], добавлен 11.08.2013
