kinetik_kontrol2

Контрольная работа по химической кинетике № 2
Вариант № 1

1. Энергия активации фотохимической реакции равна 30 13 EMBED Equation.DSMT4 1415.Какова должна быть минимальная длина волны света для того, чтобы инициировать эту реакцию? Чему равна частота этого света?
2. В газовой фазе вещество X мономолекулярно превращается в вещество Y. Константы скорости реакции при температурах 120 и 140° С равны, соответственно, 1.806
·10–4 и 9.14
·10–4 с–1. Рассчитайте среднюю энтропию и теплоту активации в этом температурном интервале.
3. Докажите, что если бы катализатор влиял на положение химического равновесия, то можно было бы построить вечный двигатель второго рода, то есть полностью превращать теплоту химической реакции в работу в циклическом процессе.
4. Для реакции CO + O2 = CO2 + O зависимость константы скорости от температуры при низких температурах имеет вид:
13 EMBED Equation.3 1415.
Какую конфигурацию – линейную или нелинейную – имеет активированный комплекс?
5. Для реакции изомеризации изопропенилаллилового эфира энергия активации равна 123 кДж/моль, а предэкспоненциальный множитель в выражении для константы скорости равен 5.4(1011 с-1. Рассчитайте:
а) температуру, при которой реагент будет расходоваться со скоростью 2% в секунду;
б) время, необходимое для завершения реакции на 40% при 150 °С.
Контрольная работа по химической кинетике № 2
Вариант № 2

1. Энергия связи C-I в молекуле CH3I составляет 50 13 EMBED Equation.DSMT4 1415. Чему равна кинетическая энергия продуктов реакции CH3I + h
· CH3 + I при действии на CH3I УФ света с длиной волны 253,7 нм?
2. Для диссоциации димера циклопентадиена в газовой фазе предэкспоненциальный множитель в уравнении Аррениуса равен 1,3
·1013 c–1, а опытная энергия активации составляет 35 ккал
·моль–1. Вычислите константу скорости реакции и энтропию активации при 100° С.
3. Выведите уравнение связи времени пребывания в реакторе, состоящем из совокупности m секций, и степени превращения. Сколько потребуется секций, если в реакции первого порядка достигается степени превращения 0,7. Результат должен удовлетворять точности 10%.
Подсказка: Если разделить реактор пополам, то время пребывания в каждой секции равно tисх/ 2. Тогда на выходе из первой секции 13EMBED Equation.31415, а на выходе из второй и т.д. 13EMBED Equation.31415.
4. Используя теорию активированного комплекса, вычислите истинную энергию активации E0 для реакции:
CH3 + C2H6 CH4 + C2H5
при T = 300 K, если опытная энергия активации при этой температуре равна 8,3 ккал
·моль–1.
5. Найдите константу Михаэлиса и максимальную скорость гидролиза карбобензилоксиглицилфенилаланина под действием карбоксипептидазы по следующим кинетическим данным:

Контрольная работа по химической кинетике № 2
Вариант № 3

1. Рассчитайте квантовый выход фотохимической реакции (CH3)2CO C2H6 + CO, протекающей под действием УФ света с длиной волны 313 нм. Исходные данные: объем реакционного сосуда 59 мл; среднее количество поглощенной энергии 4.40
·10–3 Дж
·с–1; время облучения 7 ч; температура реакции 56,7° С; начальное давление 766,3 Торр; конечное давление 783,2 Торр.
2. Для реакции C2H5Br C2H4 + HBr параметры уравнения Аррениуса равны: A = 7,2
·1012 с–1, E = 218,0 кДж
·моль–1. Рассчитайте энтропию, энтальпию и энергию Гиббса активации этой реакции при 200 °С.
3. Определите значения константы Михаэлиса и максимальной скорости для гидролиза метилового эфира N-ацетил-L-валина, катализируемого
·-химотрипсином. Экспериментальные данные о зависимости начальной скорости от концентрации субстрата:
[S]0, M
r0 (106 , М(с–1

0.200
4.57

0.124
3.83

0.124
3.84

0.091
3.33

0.091
3.31

0.071
2.97

0.071
2.93

0.060
2.67

0.060
2.74

4. Выведите соотношение между опытной и истинной энергиями активации для реакции 2XY нелинейный комплекс.
5. Используя теорию столкновений и теорию активированного комплекса, рассчитайте энтропию активации для столкновения двух атомов при 300 К. Радиусы атомов – 0.066 и 0.099 нм; атомные массы – 16 и 35 г(моль–1.
Контрольная работа по химической кинетике № 2
Вариант № 4

1. Молекулы в сетчатке глаза человека способны передавать сигнал в зрительный нерв, если скорость поступления излучения равна 2
·10–16 Вт. Найдите минимальное число фотонов, которое должно за 1 с попадать на сетчатку глаза, чтобы создать зрительное ощущение. Среднюю длину волны света можно принять равной 550 нм.
2. Изомеризация диизопропилового эфира в аллилацетон в газовой фазе представляет собой реакцию первого порядка, константа скорости которой (в с–1) зависит от температуры следующим образом: 13 EMBED Equation.DSMT4 1415
Используя теорию активированного комплекса, рассчитайте энтальпию и энтропию активации при температуре 400 °С.
3. Гидролиз ацетилхолина катализируется ферментом ацетилхолинэстеразой, число оборотов которой составляет 25000 с–1. Сколько времени потребуется ферменту для расщепления одной молекулы ацетилхолина?
4. Используя статистический вариант ТАК, оцените стерический множитель для бимолекулярной реакции 2HI H2 + I2 в газовой фазе.
5. Дана кинетическая схема:
13 EMBED Equation.3 1415.
Решите кинетическое уравнение для этой схемы ([A]0 = a, [B]0 = [C]0 = 0) и найдите зависимость концентрации вещества A от времени.
Контрольная работа по химической кинетике № 2
Вариант № 5

1. Аммиак разлагается УФ светом (длина волны 200 нм) с квантовым выходом 0,14. Рассчитайте энергию света (кал), необходимую для разложения 1 г аммиака.
2. Термическое разложение ацетальдегида – бимолекулярная реакция. Опытная энергия активации равна 45,5 ккал
·моль–1, а диаметр молекулы – 4,5 Е. Рассчитайте период полупревращения этой реакции при давлении 1 атм и температуре 800 К.
3. Составьте систему кинетических уравнений для схемы Михаэлиса ферментативной реакции и численно решите ее при значениях параметров:
k1 = 0.83
·105, k–1 = 10–4, k2 = 104, [S]0 = 1, [E]0 = 10–4.
Постройте графики зависимости концентраций всех веществ от времени.
4. Определите энергию активации мономолекулярной реакции при 1000 К, если частота колебаний по разрываемой связи равна
· = 2.4
·1013 с–1, а константа скорости равна k = 510 мин–1.
5. Термическое разложение углеводорода R2 протекает по следующему механизму:
R2 2R, (k1)
R + R2 PB + R', (k2)
R' PA + R, (k3)
2R PA + PB. (k4)
где R2, PA, PB – устойчивые углеводороды, R и R' – радикалы. Найдите зависимость скорости разложения R2 от концентрации R2.
Контрольная работа по химической кинетике № 2
Вариант № 6

1. В фотохимической реакции A 2B + C квантовый выход равен 210. В результате реакции из 0.300 моль вещества А образовалось 2.28
·10–3 моль вещества В. Сколько фотонов поглотило вещество А?
2. Реакция изомеризации цис-бутен-2 транс-бутен-2 протекает при 469° С. Опытная энергия активации равна 263 кДж
·моль–1, а экспериментальная константа скорости при высоких давлениях k
· = 1.90
·10–5 с–1. Используя теорию столкновений, рассчитайте константу скорости k1 и давление перехода для этой реакции. Диаметр молекулы примите равным 0.5 нм.
3. Найдите приближенное решение системы кинетических уравнений для схемы Михаэлиса в начальный период времени (в так называемом предстационарном состоянии) и определите зависимость концентрации продукта и комплекса ES от времени. Как связан период индукции с кинетическими константами и начальной концентрацией субстрата?
4. Скорость реакции 13 EMBED Equation.3 1415 дается уравнением
13 EMBED Equation.3 1415
где 13 EMBED Equation.3 1415– начальное давление N2, 13 EMBED Equation.3 1415– начальное давление O2 и 13 EMBED Equation.3 1415 – давление образовавшейся окиси азота NO. Значения константы равновесия К приведены в табл.
Табл. Константы равновесия для реакции 13 EMBED Equation.3 1415
Температура, К
1900
2000
2100
2200
2300
2400
2500
2600

Kp(104
2,31
4,08
6,86
11,0
16,9
25,1
36,0
50,3

Константа скорости обратной реакции (в атм–1(с–1) дается уравнением
13 EMBED Equation.3 1415.
Рассчитать: a) k1 при 2400 и 1900 К; б) время, в течение которого при давлении 0,02 атм разложится 10% NO при 2400 и 1900 К, если пренебречь k1 по сравнению с k2.
5. Константа скорости реакции первого порядка разложения бромэтана при 500° С равна 7.3
·1010 с–1. Оцените энтропию активации этой реакции, если энергия активации равна 55 кДж
·моль–1.
Контрольная работа по химической кинетике № 2
Вариант № 7

1. Фотохимическое хлорирование хлороформа в газовой фазе следует закону скорости 13 EMBED Equation.DSMT4 1415. Предложите механизм, который приведет к этому закону скорости при очень высоких давлениях хлора.
2. Опытное значение константы скорости бимолекулярной реакции между веществами X и Y при 18°С равно 4.96(10–4 л(моль–1(с–1. Приняв радиусы молекул равными 0.264 нм и 0.274 нм, вычислите истинную и опытную энергии активации. Стерический множитель для этой реакции равен 0.8, молярные массы – 142 и 96 г(моль–1.
3. Для некоторой ферментативной реакции константа Михаэлиса равна 0.035 моль
·л–1. Скорость реакции при концентрации субстрата 0.110 моль
·л–1 равна 1.15
·10–3 моль
·л–1
·с–1. Найдите максимальную скорость этой реакции.
4. Реакцию радикального дегидрирования этана можно описать с помощью механизма Райса–Герцфельда, который включает следующие стадии:
инициирование: CH3CH3 2CH3, (k1)
развитие цепи: CH3 + CH3CH3 CH4 + CH3CH2, (k2)
CH3CH2 CH2=СH2 + H, (k3)
H + CH3CH3 H2 + CH3CH2, (k4)
обрыв цепи: H + CH3CH2 CH3CH3. (k5)
Найдите уравнение для скорости образования этилена, если константа k1 мала. Как можно изменить условия, чтобы изменился порядок?
5. Разложение перекиси ди-трет-бутила в газовой фазе представляет собой реакцию первого порядка, константа скорости которой (в с–1) зависит от температуры следующим образом:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415
Используя теорию активированного комплекса, рассчитайте энтальпию и энтропию активации при температуре 200 °С.
Контрольная работа по химической кинетике № 2
Вариант № 8

1. Фотохимическое окисление фосгена под действием УФ излучения описывается уравнением: 2COCl2 + O2 2CO2 + Cl2. Поглощение 4.4
·1018 квантов света (
· = 253.7 нм) вызвало превращение 1.31
·10–5 моль фосгена. Рассчитайте квантовый выход реакции.
2. Для реакции димеризации бутадиена при нормальном давлении получена следующая зависимость константы скорости (см3(моль–1(с–1) от температуры: lg k = 8.362 + 0.5lg T – 5070/T. Определите долю активных столкновений и рассчитайте эффективный диаметр столкновений при температуре 578 К. Стерический фактор равен 1.6(10–5.
3. Рассмотрите механизм ферментативного катализа с двумя промежуточными комплексами: 13 EMBED Equation.DSMT4 1415.
Используя метод квазистационарных концентраций и уравнение материального баланса, покажите, что скорость реакции описывается уравнением типа Михаэлиса–Ментен: 13 EMBED Equation.DSMT4 1415. Найдите выражения для эффективной максимальной скорости и эффективной константы Михаэлиса через константы скорости отдельных стадий.
4. Дана кинетическая схема радикального хлорирования тетрахлорэтилена в растворе CCl4:
Cl2 2Cl, (k1)
Cl + C2Cl4 C2Cl5, (k2)
C2Cl5 + Cl2 Cl + C2Cl6, (k3)
2C2Cl5 C2Cl6 + C2Cl4. (k4)
Используя приближение стационарных концентраций, получите выражение для скорости образования гексахлорэтана.
5. Изомеризация диизопропилового эфира в аллилацетон в газовой фазе представляет собой реакцию первого порядка, константа скорости которой (в с–1) зависит от температуры следующим образом:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415.
Используя теорию активированного комплекса, рассчитайте энтальпию и энтропию активации при температуре 400 °С.
Контрольная работа по химической кинетике № 2
Вариант № 9

1. Интенсивность флуоресценции может изменяться в присутствии посторонних веществ. Это явление называют тушением флуоресценции. Простейший механизм тушения выглядит следующим образом:
A + h
·a A*, I (активация),
A* + Q A + Q, kq (тушение),
A* A + h
·f, kf (флуоресценция),
A* B + C, kr (фотодиссоциация).
Используя приближение квазистационарных концентраций, найдите зависимость интенсивности флуоресценции в присутствии тушителя от концентрации тушителя. Определите квантовый выход фотодиссоциации. Указание: If = kf
·[A*].
2. Экспериментально найденная энергия активации р
·

Приложенные файлы

  • doc 17811174
    Размер файла: 198 kB Загрузок: 1

Добавить комментарий