Раздел 5 электрохимия

1. Напишите уравнения реакций, протекающих на электродах и в цепи в целом для следующих элементов:

а) –Cu, Zn|ZnSO₄||CuSO₄|Cu+;

б) –Cu|Ag, AgCl (т)|CuCl₂|Cu+;

в) –Pt, H₂|H₂SO₄|Hg₂SO₄ (т), Hg|Pt+;

г) –Cu, Cu(OH)₂ (т)|H₂O|H₂|Pt+;

д) –Mg|MgSO₄||NiSO₄|Ni+;

е) –Zn|ZnCl₂||KCl (насыщ.)|Hg₂Cl₂, Hg+;

ж) –Pt, H₂|HCl|Cl₂+;

з) –Cd|CdSO₄||Hg₂SO₄|Hg+;

и) –Pt|Sn²⁺, Sn⁴⁺||Cr³⁺, Cr₂O₇^2-, H⁺|Pt+;

к) –Pt|Fe²⁺, Fe³⁺||Mn²⁺, MnO₄^-, H⁺|Pt+.

2. Составьте цепи, в которых идут следующие реакции:

а) Н₂ + Сl₂ = 2HCl;

б) Zn + 2Fe³⁺ = Zn²⁺ +2Fe²⁺

в) CoSO₄ + Zn = ZnSO₄ + Co;

г) Cu + Hg₂Cl₂ = 2Hg + CuCl₂;

д) H₂ + ½ O₂ = H₂O;

е) 2AgNO₃ + H₂ = 2HNO₃ + 2Ag.

3. При помощи электролиза воды требуется получить 0,6 л гремучего газа при 293 К и 740 мм.рт.ст. Сколько для этого потребуется времени, если сила тока 2 А?

4. Через раствор сульфата меди проходит ток силой 1,5 А. Определите теоретический выход меди в течение 1 часа.

Раздел 6 Химическая кинетика и катализ

1. Пероксид водорода в водном растворе разлагается по уравнению: 2Н₂О₂ = 2Н₂О + О₂. Кинетику этой реакции исследовали титрованием проб одинакового объема раствором КМnO₄. Определите порядок реакции всеми возможными способами и вычислите значения константы скорости этой реакции, пользуясь приведенными данными:

, мин, от начала опыта	0	5	10	15	20	30	40
V(0,0015 КМnO4) израсходованного на титрование 2 см3 пробы	23,6	18,1	14,8	14,8	9,4	5,8	3,7

2. Во сколько раз увеличится скорость химической реакции при повышении температуры на 100°С, если температурный коэффициент скорости равен 3?

3. Определите порядок реакции А (г) = В (г) + С (г) по изучению давления в ходе реакции. Вычислите среднее значение константы скорости (V=const, T=298 K).

, мин	0	6,5	13,0	19,9
P10-3, Па	41,6	54,5	63,7	74,2

4. Бимолекулярная реакция, для которой С_А=С_В, протекает за 10 минут на 25%. Сколько потребуется времени, чтобы реакция прошла на 50% при той же температуре.

5. Рассчитайте константу скорости (с/мольл, л/мольс, л/мольмин), если скорость реакции второго порядка 4,510^-7 моль/см³с при концентрации одного реагента 1,510^-3 моль/л и другого 2,510^-3 моль/л.

6. Скорость реакции при увеличении температуры на 35С увеличилась в 7,3 раза. Чему равен температурный коэффициент этой реакции?

7. Скорость реакции при температуре 100С равна 0,375, а при температуре 125С – 0,467 с^-1. Определите температурный коэффициент реакции.

8. В результате реакции формальдегида с пероксидом водорода образуется муравьиная кислота и вода (реакция второго порядка): НСОН + Н₂О₂ = НСООН + Н₂О. Если смешать равные объемы молярных растворов пероксида водорода и формальдегида, то через 2 часа при 333,2 К концентрация НСОН становится равной 0,215 моль/л. Вычислите константу скорости реакции и определите через сколько времени прореагирует 90% исходных веществ. Сколько времени потребуется, чтобы реакция дошла до той же глубины, если исходные растворы Н₂О₂ и НСОН разбавить в 10 раз, а затем смешать.

9. Температурный коэффициент скорости реакции равен 3. При какой температуре следует проводить реакцию, если нужно скорость реакции, проводимой при температуре 80°С, увеличить в 2,5 раза?

10. Исследовали кинетику каталитического распада аммиака на простые вещества при 1373 К. Время, необходимое для разложения половины всего количества аммиака (причем вначале азот и водород отсутствуют), зависит от начального давления аммиака следующим образом:

P0мм.рт.ст.	265	130	58
Т1/2, мин	7,6	3,7	1,7

Определите порядок реакции, константу реакции.

11. Вычислите на сколько градусов необходимо повысить температуру, чтобы скорость реакции возросла в 50 раз, если температурный коэффициент скорости равен 3?

12. Определите порядок реакции 2СО = СО₂ + С при 583,2 К, если давление за 30 минут уменьшается с 1,04910⁵ Па до 0,92410⁵ Па, а затем за тот же промежуток времени до 0,71410⁵ Па (V=const).

13. Температурный коэффициент скорости реакции разложения НI равен 2,5. Вычислите константу скорости этой реакции при 374°С, если при 365°С она равна 0,0000809.

14. При 583,3 К газообразный гидрид мышьяка разлагается с образованием твердого мышьяка и газообразного водорода. Во время реакции давление изменялось следующим образом (давление паров мышьяка во внимание не принимается):

, ч	0	5,5	6,5	8,0
P10-5, Па	0,978	1,074	1,091	1,114

Определите порядок реакции разложения AsH₃ (г) и вычислите константу скорости (объем системы постоянный).

15. В некоторой реакции при изменении начальной концентрации от 0,502 до 1,007 моль/л период полураспада уменьшается от 51 до 26 с. Вычислите порядок реакции и константу скорости.

16. Вычислите, при какой температуре реакция закончится за 20 минут, если при температуре 20°С на это требуется 3 часа. Температурный коэффициент скорости принять равным 3.

17. Как изменится скорость реакции взаимодействия тиосульфата натрия с серной кислотой, если реагирующую смесь разбавить в 3 раза?

18. Вычислите энергию активации и найдите константу скорости реакции СОСl₂ = CO + Cl₂, при температуре 425°С, если константы скорости реакции при 382 и 472°С соответственно равны 0,510^-2 и 6810^-2.

19. Фенилдиазохлорид разлагается по уравнению: С₆Н₅N₂Cl = C₆H₅Cl + N₂ при 323 К, и начальной концентрации 10 г/л были получены следующие результаты:

, мин	6	9	12	14	18	22	24	26	30	
N2, V, см3	19,3	26,0	32,6	36,0	41,3	45,0	46,5	48,3	50,4	58,3

Обработайте приведенные данные и определите порядок и среднюю константу скорости реакции.

20. Превращение роданида аммония в тиомочевину – обратимая мономолекулярная реакция. Рассчитайте константу скорости прямой и обратной реакции при 425 К, используя следующие данные:

, мин	0	19	38	48	60	
% NH4SCN	2,0	6,9	10,4	12,3	13,6	23,3

21. Определите порядок реакции разложения окиси этилена и вычислите среднюю константу скорости (V=const), если при 687,7 К общее давление реакционной смеси изменяется со временем следующим образом:

, мин	0	4	7	9	12	18
Р∙10-5, Па	0,155	0,163	0,168	0,172	0,178	0,188