Вопросы и задачи для самоподготовки.

1. Что изучает химическая кинетика? Какова ее практическая цель?

2. Что называется скоростью химической реакции, какова её размерность?

3. Дайте определения и приведите примеры гомогенных и гетерогенных реакций. Как находятся их скорости?

4. От каких факторов зависит скорость химических реакций? Сформулируйте закон действующих масс.

5. Что называют константой скорости? Каков физический смысл этой величины? Зависит ли константа скорости от температуры, природы реагирующих веществ и их концентрации?

6. Изменится ли значение константы скорости реакции: а) при замене одного катализатора другим; б) при изменении концентрации реагирующих веществ?

7. Что такое молекулярность реакции; порядок реакции? Приведите примеры моно-, ди- и тримолекулярных реакций; реакций нулевого, первого, второго, третьего порядков.

8. Напишите кинетические уравнения следующих химических реакций:

а) H_{2 (г)}+Cl_{2 (г)}2HCl_(г)

б) 2 NO _(г) + O_{2 (г)}  2 NO_2(г)

в) CaO_(т) + CO_2(г) CaCO_3(г)

г) 4NH_3(г) + 3 О_2(г)  2 N_2(г) + 6H₂O_(г)

д) FeO_(т) + H_2(г)  Fe_(т) + H₂O_(ж)

9. Какими формулами выражаются правило Вант-Гоффа, уравнение Аррениуса, определяющие зависимость скорости реакции от температуры?

10. Что называют температурным коэффициентом скорости реакции? Какие он может иметь значения?

11. Почему повышение температуры увеличивает скорость реакции? Какие молекулы называют активными?

54

12. Скорость каких реакций в большей степени зависит от температурытех, у которых энергия активации небольшая или наоборот?

13.Что такое активированный комплекс, энергия активации? Изобразите энергетическую диаграмму реакции, идущей с образованием активированного комплекса.

14.Сущность катализа. Механизм гомогенного и гетерогенного катализа. Понятие о ферментативном катализе.

15.Зависит ли значение энергии активации реакции в случае гетерогенного катализа от площади поверхности катализатора и от её структуры?

16. При взаимодействии SO₂ и O₂ концентрация последнего уменьшилась за 1 час на 0,25 моль/л. Как изменится при этом концентрация SO₂ и чему равна средняя скорость реакции?

Ответ: уменьшится на 0,5 моль/л; 8,33^.10⁻³ моль/лс.

17. При синтезе аммиака к данному моменту времени прореагировало 0,9 моль/л водорода, а его начальная концентрация равна 1,4 моль/л. Определите концентрацию оставшегося водорода и прореагировавшего азота.

Ответ: 0,5 и 0,3 моль/л.

18. Найдите константу скорости гомогенной реакции 2А + В  С, зная, что при концен-трациях А и В, соответственно равных 0,5 и 0,6 моль/л, её скорость составляет 0,018 моль/(лмин). Ответ: 0,12 л²/моль²мин.

19. Гомогенная реакция идет по уравнению А + 2В  С; константа её скорости при данной температуре равна 0,4 л²/моль²с, а начальные концентрации составляют: 0,3 моль/л вещества А и 0,5 моль/л вещества В. Вычислите скорость этой реакции при той же температуре в начальный момент и после того, как прореагирует 0,1 моль/л вещества А. Ответ: 0,03 и 0,0072 моль/лс.

20. Для того, чтобы увеличить в 216 и 256 раз скорость реакции синтеза NH₃, во сколько раз надо повысить в первом случае концентрацию H₂, а во втором  давление? Ответ: увеличить в 6 и 4 раза.

21. Температурный коэффициент реакции равен 2,5. Как изменится её скорость: а) при повышении температуры от 80⁰ до 140⁰С; б) при охлаждении реакционной смеси от 50⁰ до 30⁰С.

Ответ: а) увеличится в 244; б) уменьшится в 6,25 раза.

22. При 150⁰С некоторая реакция заканчивается за 16 мин. Принимая темпера-турный коэффициент скорости реакции равным 2,5, рассчитайте, через какое время закончится эта реакция, если проводить её: а) при 200⁰С; б) при 80⁰С? Ответ: а) 9,8 с; б) 162,77 час.

23. Во сколько раз увеличится скорость реакции, протекающей при 298 K, если энергию активации её уменьшить на 4 кДж/моль? Ответ: в 5 раз.

55