Вопросы для самостоятельной работы и для подготовки к экзамену «Химическая кинетика и катализ»

Скорость химической реакции. Основной постулат химической кинетики. Интегральные и дифференциальные методы определения общего и частных порядков реакции. Псевдопорядок реакции.

Зависимость скорости химической реакции от температуры. Правило Вант-Гоффа. Уравнение Аррениуса и его термодинамическое обоснование. Энергетическая диаграмма реакции. Энергия активации и её расчет на основе экспериментальных данных.

Кинетическое описание необратимых реакций первого и псевдопервого порядка в закрытых системах. Степень превращения и время полупревращения.Схема Линдемана, ее использование и применимость.

Кинетическое описание необратимых реакций второго порядка типа 2А→ продукты в закрытых системах. Степень превращения и время полупревращения.

Кинетическое описание необратимых реакций второго порядка типа А+В→ продукты в закрытых системах.

Кинетическое описание необратимых реакций n-го порядка (n≠ 1) типа n А→ продукты в закрытых системах. Время полупревращения, частные случаи для n = 0,2,3. Определение общего порядка реакции по времени полупревращения.

Основные постулаты кинетического анализа многостадийных химических реакций. Обратимая реакция первого порядка и определение ее кинетических параметров.

Основные постулаты кинетического анализа многостадийных химических реакций. Параллельные реакции первого порядка и определение их кинетических параметров.

Основные постулаты кинетического анализа многостадийных химических реакций. Необратимые последовательные реакции первого порядка А→В→С – точное описание. Лимитирующая стадия процесса, упрощение полученных уравнений. Вековое равновесие.

Метод квазистационарных концентраций М.Боденштейна и его применение для последовательных реакций первого порядка А→В→С . Сопоставление точного и приближенного решений, границы и условия применимости МСК.

Химические реакции в открытых системах. Типы реакторов. Кинетика необратимой и обратимой реакции первого порядка в реакторе идеального смешения. Стационарный режим.

Цепные реакции. Механизм зарождения, развития и гибели цепи. Звено цепи и её длина. Неразветвленные цепные реакции. Примеры. Стационарный режим.

Разветвленные цепные реакции и особенности их кинетики на примере реакции окисления водорода. Условия возникновения пределов воспламенения.

Фотохимические реакции. Законы фотохимии, квантовый выход. Фотофизические и фотохимические процессы.

Фотофизические и фотохимические процессы. Кинетическая схема Штерна-Фольмера.

Ферменты и условия их функционирования. Ферментативный катализ, его механизм, уравнение Михаэлиса-Ментен и расчет его параметров из экспериментальных данных.

Ферменты и условия их функционирования. Обратимое конкурентное ингибирование ферментативных реакций.

Ферменты и условия их функционирования. Обратимое неконкурентное ингибирование ферментативных реакций.

Автокатализ и кинетический анализ простейшей автокаталитической реакции вида

А + (В) → В + (В) +С , где (В) – катализатор в исходной реакционной смеси.

Влияние ионной силы на скорость ионных химических реакций в растворах. Первичный и вторичный солевые эффекты.

Механизм и кинетика реакций специфического кислотного катализа. Функции кислотности Гаммета.

Протолитический и прототропный механизмы и кинетика реакций общего кислотного и общего основного катализа.

Теория бинарных столкновений. Общее число бинарных столкновений в идеальном газе. Уравнение для расчета константы скорости бимолекулярной реакции в рамках теории бинарных столкновений. Расчет константы скорости разложения йодистого водорода.

Активные столкновения. Истолкование энергии активации в рамках теории бинарных столкновений. Экспериментальная и истинная энергии активации. Стерический фактор.

Теория активированного комплекса (переходного состояния). Поверхность потенциальной энергии системы реагирующих молекул. Путь реакции. Координата реакции. Энергия активации. Основное уравнение теории активированного комплекса. Расчет константы скорости разложения йодистого водорода в рамках теории активированного комплекса.

Кинетика электродных процессов. Поляризация электродов и ее причины. Стадии электрохимического процесса, понятие лимитирующей стадии. Элементы теории замедленного разряда. Формула Тафеля. Определение тока обмена.

Катодное восстановление водорода. Перенапряжение при катодном выделении водорода, влияние состава раствора и природы металла катода. Практическое значение.