Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

При изучении кинетики сложных реакций, включающих несколько элементарных стадий, используют принцип независимости химических реакций:

Если в системе протекает несколько простых реакций, то каждая из них подчиняется основному постулату химической кинетики независимо от других реакций.

Основные типы сложных реакций мы рассмотрим на примере реакций первого порядка.

1. Обратимые реакции первого порядка:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Закон действующих масс записывается следующим образом:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций.

Если начальные концентрации веществ A и B обозначить, соответственно, a и b и ввести степень превращения x ([A] = ax, [B] = b + x), то кинетическое уравнение приобретает вид:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций.

Решение этого уравнения можно выразить через степень превращения, соответствующую достижению равновесия:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакцийили Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций, (5.1)

где x Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакцийопределяется условием равенства скоростей прямой и обратной реакций:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций, откуда следует: Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций. (5.2)

При t Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакцийнаступает равновесие, которое характеризуется константой:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

2. Параллельные реакции первого порядка:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Кинетическое уравнение записывается с учетом принципа независимости:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций.

Решение этого уравнения записывается так же, как и для одной реакции первого порядка:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций, Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций. (5.3)

Для параллельных реакций в любой момент времени отношение концентраций продуктов постоянно и определяется константами скорости элементарных стадий:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций.

3. Последовательные реакции первого порядка:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Пусть в начальный момент времени есть только вещество A. Применим к этой системе закон действующих масс и принцип независимости химических реакций:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Решение этой системы дает концентрации веществ:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Концентрация промежуточного вещества достигает максимума при

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций.

Величина этого максимума определяется отношением констант k2 / k1. Если оно велико, т.е. k2 >> k1, то промежуточный продукт не успевает накапливаться и его концентрация в любой момент времени мала. В этом случае для анализа кинетических уравнений можно использовать приближенный метод квазистационарных концентраций ( 6).

Пример 5-1. Для обратимой реакции первого порядка

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Kравн = 8, а k1 = 0.4 с -1 . Вычислите время, при котором концентрации веществ A и B станут равными, если начальная концентрация вещества B равна 0.

Решение. Из константы равновесия находим константу скорости обратной реакции:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакцийс -1 .

По условию, мы должны найти время, за которое прореагирует ровно половина вещества A. Для этого надо подставить значение x(t) = a/2 в решение кинетического уравнения для обратимых реакций (5.1) и (5.2):

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакцийc.

Пример 5-2. В параллельных реакциях первого порядка

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

выход вещества B равен 63%, а время превращения A на 1/3 равно 7 минутам. Найдите k1 и k2.

Решение. Кинетическое уравнение (5.3) для разложения вещества в параллельных реакциях имеет вид уравнения первого порядка, в которое вместо одной константы скорости входит сумма констант скорости отдельных стадий. Следовательно, по аналогии с реакциями первого порядка, по времени превращения A на 1/3 (x(t) = a/3) можно определить сумму констант k1 + k2:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакциймин -1 .

Выход вещества В равен 63%, а вещества D — 37%. Отношение этих выходов равно отношению конечных концентраций веществ B и D, следовательно оно равно отношению соответствующих констант скорости:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций.

Решая это уравнение совместно с предыдущим, находим: k1 = 0.037 мин -1 , k2 = 0.021 мин -1 .

Пример 5-3. Имеется следующее равновесие:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Как связаны между собой константы k1k6?

Решение основано на принципе детального равновесия:

Если сложная система находится в равновесии, то в каждой из элементарных стадий также соблюдается равновесие.

Это означает, что во всех трех процессах: A Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакцийB, B Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакцийC и C Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакцийA скорости прямой и обратной реакций равны:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Перемножив почленно эти три равенства и поделив левую и правую части на произведение равновесных концентраций [A] . [B]. [C], находим искомое соотношение между константами скорости:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций.

5-1. Нарисуйте графики зависимости концентраций веществ A и B от времени в обратимой реакции A Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакцийB для двух случаев: 1) k1 > k-1; 2) k1 -1 . Вычислите время, при котором концентрации веществ A и B станут равными, если начальная концентрация вещества B равна 0.(ответ)

5-5. Превращение роданида аммония NH4SCN в тиомочевину (NH4)2CS — обратимая реакция первого порядка. Рассчитайте константы скорости прямой и обратной реакций, используя следующие экспериментальные данные:

t, мин

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Доля прореагировавшего NH4SCN, %

5-6. Один из методов оценки возраста биологических объектов основан на измерении содержания в них оптических изомеров аминокислот. В живых организмах отношение концентраций D- и L-изомеров постоянно ([D]0 / [L]0 = a). В мертвых организмах происходит рацемизация:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Чему равен возраст биологического объекта, в котором [D] / [L] = b? Решите задачу в общем виде и для образца, содержащего аспарагиновую кислоту (k = 1.48 . 10 -5 лет -1 , a = 0.07, b = 0.27).(ответ)

5-7. В параллельных реакциях первого порядка

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

выход вещества B равен 53%, а время превращения A на 1/3 равно 40 c. Найдите k1 и k2.(ответ)

5-8. Реакция разложения вещества А может протекать параллельно по трем направлениям:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Концентрации продуктов в смеси через 5 мин после начала реакции были равны: [B] = 3.2 моль/л, [C] = 1.8 моль/л, [D] = 4.0 моль/л. Определите константы скорости k1k3, если период полураспада вещества А равен 10 мин.(ответ)

5-9. Реакция разложения вещества А может протекать параллельно по трем направлениям:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Концентрации продуктов в смеси через 10 мин после начала реакции были равны: [B] = 1.6 моль/л, [C] = 3.6 моль/л, [D] = 7.8 моль/л. Определите константы скорости k1k3, если период полураспада вещества А равен 8 мин.(ответ)

5-10. Покажите, что при двух параллельных реакциях

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

энергия активации суммарной реакции разложения A связана с энергиями активации отдельных стадий следующим образом:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

*5-11. В системе идут две параллельные газофазные реакции: А + B Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакцийC (k1), A Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакцийD (k2). Исходная смесь эквимолекулярна, начальное давление составляет 200 мм рт. ст. При практически полном превращении А при 227 о С РС = 10 мм рт.ст., а при 327 о С РС = 39 мм рт.ст. Найдите разность энергий активации этих реакций.(ответ)

5-12. На одном графике нарисуйте зависимости концентрации вещества B от времени в системе последовательных реакций A Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакцийB Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакцийD для двух случаев: 1) k1 >> k2; 2) k1 > 1; 2) k2 / k1

[предыдущий раздел][содержание][следующий раздел]
Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Сервер создается при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований
Не разрешается копирование материалов и размещение на других Web-сайтах
Вебдизайн: Copyright (C) И. Миняйлова и В. Миняйлов
Copyright (C) Химический факультет МГУ
Написать письмо редактору

Видео:Как Решать Задачи по Химии // Задачи с Уравнением Химической Реакции // Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать

Как Решать Задачи по Химии // Задачи с Уравнением Химической Реакции // Подготовка к ЕГЭ по Химии

Задачи с решениями на химическую кинетику и химическое равновесие

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Химическая кинетика и химическое равновесие

Задача № 1. Написать математическое выражение скорости прямой и обратной реакций:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Пример 59

Для реакции Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакцийсогласно закону действия масс выражения скоростей реакции следующие:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

где Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций— константа скорости прямой реакции;

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций— соответственно концентрации Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций;

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

где Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций— константа скорости обратной реакции;

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций— концентрация Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций.

Задача 43

Определить начальную скорость реакции с константой скорости прямой реакции к в растворе, полученном смешением 2 л 0,6 М раствора Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакцийи 3 л 1 М раствора Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций.

Решение:

Уравнение химической реакции, происходящей в смеси двух растворов, следующее:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Согласно закону действия масс выражение скорости химической реакции

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Для определения скорости реакции необходимо знать величину концентраций веществ Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакцийв момент их смешения. Для этого определим объем смеси двух растворов:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Зная, что в исходном растворе уксусной кислоты содержится 0,6-2 = = 1,2 моль Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций, находим ее концентрацию в смеси:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

В исходном растворе гидроксида аммония содержится 1-3=3 моль Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций, значит, концентрация его в смеси

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Определяем начальную скорость реакции:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Задача 44

Как изменится скорость прямой реакции

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

если давление увеличить в 3 раза?

Решение:

Предположим, что в начальный момент до повышения давления концентрации реагирующих веществ следующие:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Скорость реакции, определяемая по закону действия масс, до повышения давления равна:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Согласно уравнению Менделеева-Клапейрона Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакцийПовышение давления в 3 раза приводит к повышению концентрации каждого компонента в 3 раза.

Таким образом, после повышения давления концентрации реагирующих веществ станут равными:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Скорость реакции после повышения давления

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Повышение скорости реакции будет следующим:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

При повышении давления в 3 раза скорость прямой реакции увеличивается в 27 раз.

Задача 45

Во сколько раз увеличится скорость реакции при увеличении температуры с 50 до 90°С? Температурный коэффициент реакции у равен 2,5.

Решение:

Согласно правилу Вант-Гоффа

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Задача 46

Константа скорости реакции разложения HI равна Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакцийпри 280°С и Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакцийпри 300°С. Определить энергию активации, константу скорости при 310 °C и температурный коэффициент скорости реакции.

Решение:

Воспользуемся формулой, являющейся производной уравнения Аррениуса:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Теперь, зная энергию активации, можно рассчитать константу скорости реакции при 310 °C:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Определяем температурный коэффициент по следующей формуле:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Задача 47

Написать математические выражения констант равновесия следующих реакций:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Решение:

а) Для гомогенной реакции Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

б) Для гетерогенной реакции Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

так как концентрации твердых веществ не входят в выражение константы равновесия.

Задача 48

В состоянии равновесия системы Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакцийпри определенной температуре концентрации участвующих в равновесии веществ следующие: Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций=0,04 моль/л. Рассчитать константу равновесия этой реакции.

Решение:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Подставим в выражение константы равновесия значения равновесных концентрации:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Задача 49

Константа равновесия реакции Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакцийпри 1000 °C равна 0,5. Исходные концентрации Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакцийравны соответственно 0,05 моль/л и 0,01 моль/л. Рассчитать их концентрации в состоянии равновесия.

Решение:

Предположим, что в ходе реакции до момента установления состояния химического равновесия концентрация СО уменьшается на X моль/л. Тогда в состоянии химического равновесия концентрации Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакцийбудут следующими:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Математическое выражение константы равновесия данной реакции:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Отсюда находим значение X:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

В состоянии равновесия значения концентрации будут следующими:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Задача 50

Для реакции Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакцийрассчитать константу равновесия в стандартных условиях.

Решение:

Между энергией Гиббса и константой равновесия существует следующая взаимосвязь:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Рассчитываем вначале значение Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Находим значение константы равновесия реакции в стандартных условиях Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Задача 51

В каком направлении сместится равновесие следующих химических реакций:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

если увеличить температуру?

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

если увеличить концентрацию Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакцийдля реакции а и уменьшить концентрацию Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакцийдля реакции б?

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

если увеличить давление?

Решение:

Воспользуемся принципом Ле Шателье.

1) Увеличение температуры смещает химическое равновесие в направлении эндотермической реакции, а уменьшение температуры — в направлении экзотермической реакции.

Для реакции Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакцийявляющейся эндотермической Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакцийувеличение температуры смещает равновесие в сторону прямой реакции Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций.

2) Увеличение концентрации одного из участвующих в равновесии веществ смещает химическое равновесие в сторону реакции, уменьшающей концентрацию этого вещества.

Уменьшение концентрации одного из участвующих в равновесии веществ смещает химическое равновесие в сторону реакции, увеличивающей концентрацию этого вещества.

Для реакции Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакцийувеличение концентрации Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций, являющегося реактивом, смещает равновесие в сторону реакции, уменьшающей его концентрацию, т.е. в прямом направлении Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций.

3) Увеличение давления смещает химическое равновесие в направлении реакции, вызывающей уменьшение объема системы, т.е. в сторону реакции с уменьшением числа газообразных молекул.

Для реакции Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакцийувеличение давления смещает равновесие в сторону обратной реакции Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций, так как число молекул исходных веществ (2 молекулы Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций) меньше, чем число молекул продуктов реакции (2 молекулы Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакциймолекула Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций, итого 3 молекулы).

Эти задачи взяты со страницы решения задач по неорганической химии:

Возможно эти страницы вам будут полезны:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Образовательный сайт для студентов и школьников

Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.

© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института

Видео:Как выучить Химию с нуля за 10 минут? Принцип Ле-ШательеСкачать

Как выучить Химию с нуля за 10 минут? Принцип Ле-Шателье

Практическое занятие 5, 6 «Методы кинетико-термодинамического анализа сложных химических реакций» (4 часа)

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Практическое занятие 5, 6 «Методы кинетико-термодинамического анализа сложных химических реакций» (4 часа)

План занятия: Основные типы сложных реакций, кинетика обратимых реакций, кинетика параллельных реакций, кинетика последовательных реакций. Решение задач.

Сложной реакцией называют совокупность одновременно протекающих одностадийных реакций, в результате которых происходит превращение реагентов в продукты. В ходе сложной реакции часто образуются промежуточные вещества, которые подвергаются дальнейшему превращению. Часто — это активные частицы с неспаренными электронами — так называемые радикалы.

Большинство реакций являются сложными и состоят из нескольких элементарных стадий. Все многообразие сложных реакций можно свести к комбинации нескольких типов реакций: обратимые (двусторонние); параллельные; последовательные и др.

При изучении кинетики сложных реакций, включающих несколько элементарных стадий, используют принцип независимости (1.17): если в системе протекает несколько простых реакций, то каждая из них подчиняется основному постулату химической кинетики независимо от других реакций.

Кинетика обратимых реакций

При протекании обратимых химических реакций необходимо учитывать принцип детального равновесия:

при равновесии скорость прямой реакции для каждой стадии равна скорости обратной реакции.

Рассмотрим этот принцип на примере следующего процесса. Пусть превращение А в B происходит как без участия ионов водорода, так и при их участии по схеме:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Для скорости образования вещества В можно записать кинетическое уравнение:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Поскольку при равновесииКак решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакцийто естьКак решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакцийто константа равновесия реакции (4.1) равна:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Возникает кажущееся противоречие, так как константа равновесия не должна зависеть от концентрации ионов водорода. Парадокс устраняется, если использовать принцип детального равновесия. Согласно этому принципу, при равновесии скорости прямой и обратной реакций для каждого пути в отдельности должны быть равны. Следовательно, при равновесии справедливы равенства:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Тогда из (4.4) и (4.5) получим:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Подставляя k1= Kk2 и k 3= Kk 4 в (4.3) получим тождество K = K и, таким образом, противоречие будет снято.

Простейшими обратимыми реакциями являются изомерные превращения: переход цис-формы в транс-форму, изменение положения кратной связи в насыщенных соединениях, их циклизация-дециклизация, кето-енольная и другие виды таутомерии. Рассмотрим несколько примеров описания кинетики обратимых реакций с использованием принципа детального равновесия.

1. Обратимые реакции первого порядка состоят из прямой и обратной элементарных реакций первого порядка:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Общая скорость реакции равна разности скоростей прямой и обратной реакций: v = v1- v2 . Если начальные концентрации веществ А и В обозначить соответственно а и b, а концентрации в любой момент времени сА = а – х и cВ = b + х, то в дифференциальной форме уравнения кинетики имеют вид:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

где х — убыль вещества А или прибыль вещества В к моменту времени t; k1 — константа скорости прямой реакции; k2 — константа скорости обратной реакции.

В момент равновесия скорость обратимой реакции равна нулю. Поэтому k1(a — x) = k2 + x) , откуда(b

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

где K — константа равновесия данной химической реакции; х∞ — убыль вещества А или прибыль вещества В к моменту равновесия.

Из этого уравнения можно выразить х∞:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Преобразуя уравнение (4.6), получим:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Интегральная форма этого уравнения имеет вид:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Уравнение для обратимой реакции первого порядка имеет такой же вид, как и для необратимой реакции первого порядка, с той лишь разницей, что вместо начальной концентрации фигурирует равновесная концентрация, а константу скорости заменяет сумма констант скоростей прямой и обратной реакции.

Кинетические кривые для обратимых реакций первого порядка приведены на рис. 4.1.

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

2. Типичным примером обратимой химической реакции, в которой обе реакции второго порядка, является реакция омыления сложного эфира:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Схема такой реакции

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Рассмотрим решение задачи для случая, когда продукты реакции до начала реакции в реакционной смеси отсутствуют: cА,0 = cB,0 = а и cC,0 = cD,0 = 0. Аналогично предыдущему пункту уравнение скорости химической реакции можно записать в виде:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

При достижении состояния равновесия выполняется следующее условие:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

С учетом уравнения (4.13) уравнение скорости химической реакции запишется как:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Полином допускает наличие двух корней квадратного уравненияКак решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Его записывают через произведение вида m(х – х1)(х – х2). Тогда уравнение скорости химической реакции запишется как:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Интегральная форма этого уравнения имеет вид:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Константы скоростей k1 и k2 можно определить из опытного значения кажущейся константы скорости:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Кинетика параллельных реакций

К параллельным реакциям относятся химические превращения, когда взятое для реакции вещество претерпевает изменение одновременно в двух и более направлениях.

К таким реакциям относятся, например, гидролиз сложных эфиров дикарбоновых кислот, или взаимодействие серной кислоты со смесью оксидов металлов. Рассмотрим несколько примеров кинетики таких реакций.

1. Из одного вещества получаются два новых:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Введем обозначения: а — начальная концентрация вещества А, х — изменение концентрации этого вещества к моменту времени t; у — концентрация вещества В; z — концентрация вещества C в момент времени t.

Тогда кинетическое уравнение записывается с учетом принципа независимости (rAv= -1 — v2):

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Решение уравнения (4.18) имеет вид:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Откуда концентрация исходного вещества в любой момент времени t равна:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Тогда можно выразить изменение концентрации продуктов реакции:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Интегрирование уравнений (4.23) и (4.24) в пределах от 0 до t и, соответственно, от 0 до y и z дает:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Из уравнений (4.25) и (4.26) следует что, для параллельных реакций в любой момент времени отношение концентраций продуктов постоянно и определяется отношением констант скоростей элементарных стадий:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Кинетические кривые для случая двух параллельных реакций первого порядка приведены на рис. 4.2.

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

2. Рассмотрим случай, когда параллельные реакции являются реакциями второго порядка.

Такой процесс можно представить общей схемой:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Если обозначить a и b начальные концентрации веществ A и B, то кинетическое уравнение в дифференциальной форме можно представить как:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Интегрирование этого уравнения позволяет оценить сумму констант скоростей:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Отношение концентраций продуктов, как и в первом случае, не зависит от времени и определяется отношением констант скоростей.

Кинетика последовательных реакций

Расчет кинетики последовательных реакций в общем виде довольно сложен, так как если процесс состоит из двух или нескольких последовательных реакций, то кинетика его описывается системой дифференциальных уравнений. Только для более простых реакций с последовательными стадиями первого порядка удается получить аналитические выражения для концентрации веществ в явном виде.

Примером такой простой последовательной реакции может служить гомогенная реакция в закрытой системе с двумя односторонними мономолекулярными элементарными стадиями (первого порядка):

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Примерами таких реакций являются, в частности, радиоактивные превращения веществ или нуклеофильные замещения в ароматических соединениях.

Рассмотрим случай, когда константы скорости k1 и k2 двух последовательных стадий различаются не более чем на один порядок и, следовательно, обе стадии являются лимитирующими.

Решим прямую задачу, т. е. найдем зависимость концентрации от времени для всех трех веществ, считая известными механизм реакции и константы скорости обеих стадий:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Пусть в начальный момент времени t = 0 имеется а молей вещества А, а вещества В и С отсутствуют. Если к моменту времени t прореагировало х молей вещества А, то осталось cA = (а – х) молей. Обозначим через у количество В, превратившееся к этому времени в С. Следовательно, вещества В имеется cB = (х – у) молей, а вещества С имеется у молей.

Скорость превращения вещества А можно выразить:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

или на основе формальной кинетики:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Интегрирование этого уравнения от 0 до t и от 0 до х приводит к следующим выражениям:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Скорость превращения вещества B описывается уравнениями:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Подставляя значение х из (4.32) в (4.33) и интегрируя полученное уравнение от 0 до t и от 0 до у, получаем:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Вычитая уравнение (4.34) из (4.32), получим:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Зависимость концентрации веществ от времени в системе двух последовательных реакций первого порядка приведена на рис. 4.3.

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Как видно из рисунка, изменение концентрации промежуточного вещества во времени представляет собой кривую с максимумом. Величина этого максимума определяется различием в значениях констант:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

При решении обратной задачи по кинетическим кривым необходимо определить k1 и k2. Константу скорости k1 легко можно определить на основании уравнения (4.31). Однако определение k2 несколько сложней, так как уравнение (4.35) является транцедентным, из которого в явном виде выразить k2 нельзя. Для расчета k2 лучше воспользоваться уравнениями (4.36) или (4.37), которые решаются численно. Для этого, зная k1, экспериментально определяют максимум концентрации вещества B, а затем рассчитывают k2.

Рассмотрим полезные соотношения между концентрациями В, С и А в случае, если лимитирующей стадией процесса является реакция с константой скорости k1.

Переходное равновесие. Если k2 >> k1, то после длительного промежутка времени выражение (4.35) упрощается:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Поделив уравнение (4.38) на (4.31), получим выражение для так называемого переходного равновесия:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

То есть в стационарном состоянии отношение концентрацийКак решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакцийвеличина постоянная.

В этом случае отношение концентрацийКак решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций(с учетом k2 >> k1) равно:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Вековое равновесие. Если k2 >> k1, то в уравнении (4.39) можно пренебречь в знаменателе k1, тогда получим уравнение, называемое вековым равновесием:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

где t1 и t2 — средние времена жизни; t1/2(1) и t1/ 2(2) — периоды полураспада, соответственно, веществ А и В. В этом случае при t ®∞ сс/а=1.

Примеры решения задач

Пример 1. Реакция изомеризации β-оксикротонового эфира в ацетоуксусный эфир

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

при 25 °С протекает как в прямом, так и в обратном направлении. Изменение концентрации β-оксикротонового эфира во времени приведено в таблице.

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

В начальный момент времени ацетоуксусный эфир в системе отсутствовал. После установления равновесия в системе концентрация β-оксикротонового эфира составила 0,078 моль/дм3. Рассчитать константы скоростей прямой и обратной реакций.

Решение. Реакция изомеризации β-оксикротонового эфира в ацетоуксусный эфир относится к реакциям первого порядка.

1. Значения х и х∞, очевидно, можно рассчитать по соотношениям:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

где (c0 – х) — концентрация исходного вещества для времени t.

Отсюда х∞ = 0,366 – 0,078 = 0,288 моль/дм3. Рассчитаем значения х∞ – х в разные моменты времени:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

2. Сумму констант скоростей прямой и обратной реакции рассчитаем по формуле (4.10):

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Рассчитаем k1 + k2 для различных моментов времени t:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Последние значения (k1 + k2) можно отбросить, так как точность расчета в значительной степени зависит от точности измерения концентрации при t®∞. Среднее значение (k1 + k2) = 0,005126 ч–1.

3. Константу равновесия реакции рассчитаем по соотношению (4.7):

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

4. Значения каждой из скоростей реакции k1 и k2 можно определить, решив систему уравнений:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Пример 2. Реакция взаимодействия гидропероксидов (ROOH) с кетонами представляет собой обратимую химическую реакцию, протекающую по схеме

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Константа скорости прямого процесса k1 = 1 · 10–3 дм3/(моль с), константа равновесия K=

k1/k2 = 8 дм3/моль. Вычислить константу скорости обратной реакции и концентрации веществ А, В и С к моменту равновесия, если cA,0 = cB,0 = 0,02моль/дм3, а C c,0 =0 .

Решение. Значение константы скорости обратной реакции вычислим как

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

В момент равновесия

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Это уравнение преобразуется к виду:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Решением этого квадратного уравнения является два корня: x∞ 1= 0,00246 моль/дм3 и x∞2 = 0,163 моль/дм3. Физический смысл имеет только первый корень.

Концентрации веществ A и B к моменту равновесия станут равны 0,0175 моль/дм3, а концентрация вещества C — 0,00246 моль/дм3.

Пример 3. Уксусная кислота при температуре 700 °С разлагается одновременно по двум направлениям:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Период полураспада уксусной кислоты не зависит от начальной концентрации и равен 0,087 с. Отношение числа молей образовавшихся метана и кетена в любой момент времени равно 0,8. Рассчитать значение суммарной константы скорости и значения констант скоростей каждой из реакций.

1. Определим порядок реакции разложения уксусной кислоты и суммарную константу скорости. Так как период полураспада не зависит от начальной концентрации, то это означает, что реакция разложения уксусной кислоты имеет порядок реакции равный единице. Общую

константу скорости можно рассчитать, исходя из времени полуреакции:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

2. Для параллельных реакций справедливо соотношение:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

3. Зная сумму констант и их отношение, рассчитаем каждую из констант:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Пример 4. Разложение оксида азота (II) при 1300 К протекает по двум параллельным реакциям:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Начальная концентрация оксида азота (II) равна 4 моль/дм3. Через 0,02 с она изменяется на 77,85 %. Отношение концентраций N2 и N2O в любой момент времени равно 1,4. Рассчитать значения констант скоростей, считая, что этот процесс является реакцией второго порядка.

Решение. По условию задачи через 0,02 с разложится 4×0,7785 = 3,114 моль/дм3 оксида азота (II), а останется (4 – 3,114) = 0,886 молей.

Кинетическое уравнение для разложения оксида азота (II) при протекании параллельных химических реакций в случае реакции второго порядка имеет вид:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Это уравнение позволяет рассчитать сумму констант скоростей:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Для параллельных химических реакций отношение концентраций продуктов реакции в любой момент времени равно отношению констант скоростей:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

k2 = 18,3 дм3/моль с; k1 = 25,6 дм3/моль с.

Задачи для самостоятельного решения

1. Цис-транс-изомеризация стильбена (1,2-дифенилэтилена) — обратимая реакция первого порядка. Рассчитайте значения средних констант скоростей прямой и обратной реакций, используя следующие экспериментальные данные:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

2. Реакция взаимодействия этанола с соляной кислотой

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

протекает в органическом растворителе, содержащем 80 % этанола и отвечает обратимой реакции первого порядка типа Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакцийЭкспериментально установлено, как изменяется концентрация HCl во времени при температуре 118 °С.

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Определите численные значения констант скоростей k1 и k2.

3. Кинетика реакции этерификации этанола муравьиной кислотой

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

отвечает реакции первого порядка в обоих направлениях (изучение проводили при большом избытке этанола и воды). При температуре 25 °С константы скорости реакций, соответственно, равны: k1 = 1,85 · 10–3 мин–1, k2 = 1,76 · 10–3 мин–1. Начальная концентрация муравьиной кислоты равна 0,1 М. Рассчитайте процентное содержание образующегося продукта (этилформиата) при достижении равновесия и вычислите время, необходимое для протекания реакции этерификации на 80 % от равновесного состояния.

4. Образец радиоактивного урана массой 100 г распадается по схеме

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

(над стрелкой указаны периоды полураспада). Рассчитайте массы нептуния и плутония через: а) 20 мин; б) 20 суток после начала распада.

5. Реакция превращения γ-оксимасляной кислоты в лактон представляет собой обратимую реакцию первого порядка как в прямом, так и в обратном направлениях (концентрация воды постоянная):

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Начальная концентрация γ-оксимасляной кислоты была равна 0,1823 моль/дм3. Ниже приведены данные изменения концентрации лактона во времени:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Рассчитайте константу равновесия данной реакции и значения констант скоростей прямой и обратной реакций.

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

протекает при 0 °С и может быть представлена общей схемой:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Начальная концентрация вещества А была равна 0,0348 моль/дм3; константы скоростей равны: k1 = 1,78 · 10–3 с–1 и k2 = 5,80 · 10–5 с–1. Рассчитайте концентрации всех участников реакции к моменту времени t = 500 с. Вычислите время достижения максимума концентрации промежуточного вещества В.

7. Реакция взаимодействия уксусной кислоты (c0 = 1.00 моль/дм3) с этиловым спиртом проводилась в среде 40%-го этилового спирта. Образованию этилацетата соответствует уравнение реакции:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Кинетику этой реакции изучали, титруя 1,00 см3 раствора 0,0612 моль/дм3 NaOH. Получены следующие результаты:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Рассчитайте константу равновесия и константы скоростей прямой и обратной реакций.

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

была измерена доля распавшегося HI при различных временах нагревания:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Начальная концентрация иодистого водорода была равна 0,0446 моль/дм3. Рассчитайте константу равновесия данного процесса и значения констант скоростей прямого и обратного процессов.

9. Реакция разложения изопропилового спирта протекает в присутствии катализатора (триоксида ванадия) при 588 К по следующей схеме:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Концентрации веществ, измеренные через 4,3 с после начала опыта, оказались следующими: c (C3H7OH) = 0,0274 моль/дм3; c (C3H6O) = 0,0075 моль/дм3; c (C3H6) = 0,081 моль/дм3; c (C3H8) = 0,017 моль/дм3. Рассчитайте константу скорости каждой из стадий реакции.

10. Образование этилового эфира муравьиной кислоты при 303 К протекает по уравнению реакции первого порядка (спирт взят в большом избытке):

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Константа равновесия этой реакции равна 1,05. За изменением концентрации кислоты следили путем титрования проб одинакового объема:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Концентрация продукта реакции в начальный момент времени равна нулю. Вычислите численные значения констант скоростей k1 и k2 в этом растворе.

11. Превращение роданида аммония в тиомочевину — обратимая реакция первого порядка

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Экспериментально оценивалась доля NH4 SCN (a), прореагировавшего к моменту времени t. Рассчитайте скорости прямой и обратной реакций, используя следующие экспериментальные данные:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

12. В газовой фазе протекает реакция

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Для опыта были взяты 2 моля газа А. Константы скоростей отдельных стадий реакции соответственно равны: k1 = 18 · 10–2 с–1 и k2 = 2 · 10–3 с–1. Рассчитайте количества молей каждого газа к моменту времени t = 180 с. Какого из веществ в газовой смеси будет больше к этому моменту времени?

13. Реакция разложения вещества А может проходить параллельно по трем направлениям:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Начальная концентрация вещества А была равна 5 моль/дм3. Через десять минут от начала реакции концентрация вещества B стала равной 1 моль/дм3, а соотношение концентраций продуктов C и D — С : D = 6 : 1. Период полураспада вещества А равен 8 мин. Определите константы скоростей k1, k2 и k3.

14. Муравьиная кислота на окисных катализаторах разлагается в соответствии со схемой:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

В одном из опытов за 15,4 c выход CО2 составил 77,5 % от теоретического, а СО — 2,6 %. Вычислите константы скоростей дегидратации и дегидрирования муравьиной кислоты.

15. В газовой фазе протекает реакция

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Для опыта были взяты 5 молей газа А. Константы скоростей отдельных стадий реакции соответственно равны: k1 = 18 · 10–2 с–1 и k2 = 2 · 10–3 с–1. Рассчитайте, к какому моменту времени концентрация вещества В будет максимальна. Какова будет концентрация веществ А и С к этому моменту времени?

16. Разложение закиси азота при 1300 К протекает по двум параллельным реакциям:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Начальная концентрация закиси азота равна 4 моль/дм3. Сколько азота и закиси азота образуется через 0,1 с, если константы скорости параллельных реакций имеют следующие значения: k1 = 25,7 дм3/(моль с) и k2 = 18,27 дм3/(моль с)?

17. В системе протекают две параллельные реакции:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Отношение k1 / k 2= 5. Начальные концентрации веществ В и С одинаковы. К моменту времени t прореагировало 50 % вещества В. Какая часть вещества С прореагировала к этому времени?

18. Термическое разложение циклобутанона приводит к образованию смеси продуктов, согласно реакции

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Начальное количество циклобутанона равно 10 моль. При температуре 383 К отношение концентраций С2Н4 и С3Н6 в любой момент времени протекания процесса оставалось постоянным и равным 125. Через 50 с от начала реакции в газовой смеси содержалось 0,7 молей СО. Рассчитайте значения констант скоростей обоих процессов.

19. Реакция этерификации этилового спирта уксусной кислотой

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

является обратимой химической реакцией второго порядка в обоих направлениях. При определенной температуре для начальных концентраций обоих реагентов, равных 1 моль/дм3, было установлено, что концентрация образующегося эфира равна 0,25 моль/дм3 через t = 65 сут и 2/3 моль/дм3 — при установлении равновесия (t ® ∞). Рассчитайте константу равновесия данного процесса и значения констант скоростей прямого и обратного процессов.

20. Константа равновесия реакции

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

при температуре 2400 К и p = 1,013 · 105 Па равна 398,4, а константа скорости k1 = 6,03×109 дм3/(моль с). Рассчитайте константу скорости k2 данной реакции и концентрацию всех компонентов к моменту времени t = 200 с, если начальное давление NO равно 2,026 × 103 Па.

21. Реакция взаимодействия гидропероксидов (ROOH) с кетонами представляет собой обратимую химическую реакцию, протекающую по схеме

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Константа скорости прямого процесса k1 = 1 · 10–3 дм3/(моль с), константа равновесия K = 7 дм3/моль. Вычислите концентрацию веществ А, В и С через 10 ч от начала реакции и к моменту равновесия, если c A 0= c B 0=0,03 моль/дм3, а c C0 = 0 .

22. С помощью масс-спектрометрического метода изучалась кинетика реакций:

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

Было найдено, что отношение констант скоростей отвечает соотношению k1 : k2 : k3 = 0,62 : 0,11 : 0,27. Оцените отношение концентраций продуктов реакции ко времени t.

23. Константы скоростей прямой и обратной реакций соответственно равны 2 с–1 и 30 с–1. Исходные концентрации веществ А и В взяты равными 0,04 моль/дм3. Найдите концентрации этих веществ через 0,04 с.

Как решается прямая кинетическая задача для параллельных химических реакций

при температуре Т протекают параллельно. Вычислите константы скорости каждой реакции, если концентрации, измеренные в одном из опытов продолжительностью 240 мин, следующие (этилен взят в избытке):

📹 Видео

Скорость химических реакций. 9 класс.Скачать

Скорость химических реакций. 9 класс.

Задачи на скорость реакции в зависимости от концентрации реагентовСкачать

Задачи на скорость реакции в зависимости от концентрации реагентов

Кинетический анализ сложных реакцийСкачать

Кинетический анализ сложных реакций

Влияние концентрации на скорость химических реакций. 10 класс.Скачать

Влияние концентрации на скорость химических реакций. 10 класс.

ЛЕКЦИЯ №5 || Химическая кинетика || Обратимые реакции, параллельные реакции (начало)Скачать

ЛЕКЦИЯ №5 || Химическая кинетика || Обратимые реакции, параллельные реакции (начало)

Скорость химической реакции. Практическая часть. 10 класс.Скачать

Скорость химической реакции. Практическая часть. 10 класс.

Химическая кинетика. Формальная кинетика простых гомогенных реакций в закрытых системахСкачать

Химическая кинетика. Формальная кинетика простых гомогенных реакций в закрытых системах

Тепловой эффект хим. реакции. Энтальпия. Закон Гесса. Капучинка ^-^Скачать

Тепловой эффект хим. реакции. Энтальпия. Закон Гесса. Капучинка ^-^

Решение задач на термохимические уравнения. 8 класс.Скачать

Решение задач на термохимические уравнения. 8 класс.

Как Решать Задачи по Химии // Задачи с Уравнением Химической Реакции // Химия ПростоСкачать

Как Решать Задачи по Химии // Задачи с Уравнением Химической Реакции // Химия Просто

Химическая кинетика. Скорость химической реакции | ХимияСкачать

Химическая кинетика. Скорость химической реакции | Химия

Расчеты по уравнениям химических реакций. 1 часть. 8 класс.Скачать

Расчеты по уравнениям химических реакций. 1 часть. 8 класс.

Составляем кинетические уравненияСкачать

Составляем кинетические уравнения

Химические уравнения // Как Составлять Уравнения Реакций // Химия 9 классСкачать

Химические уравнения // Как Составлять Уравнения Реакций // Химия 9 класс

Реакция на результаты ЕГЭ 2022 по русскому языкуСкачать

Реакция на результаты ЕГЭ 2022 по русскому языку

Химия - решение типовых задач по теме "Химическая кинетика и химическое равновесие"Скачать

Химия - решение типовых задач по теме "Химическая кинетика и химическое равновесие"

Химия | Тепловой эффект химической реакции (энтальпия)Скачать

Химия | Тепловой эффект химической реакции (энтальпия)

задачи на порядок хим реакцииСкачать

задачи на порядок хим реакции
Поделиться или сохранить к себе: