bài tập chương 1 động hóa học

6 3.3K 52
bài tập chương 1 động hóa học

Đang tải... (xem toàn văn)

Thông tin tài liệu

BÀI TẬP CHƯƠNG 1: ĐỘNG HÓA HỌC Bài 1: Chu kỳ bán hủy của N 2 O 5 ở 25 o C là 5,7 giờ. Tính hằng số tốc độ của phản ứng và thời gian để phân hủy 75 %, 87,5 % , nếu phản ứng là bậc nhất. Giải: Do n = 1 nên 0,693 0,693 t 1/2 = = 5,7 giờ → k 1 = = 0,1215 giờ -1 k 1 5,7 t 75% = 2. t 1/2 = 2. 5,7 = 11,4 giờ t 87,5% = 3. t 1/2 = 17,1 giờ pp 2: có thể tính theo pp thông thường 1 C oA t 75% = ln k 1 C oA - 0,75.C oA Bài 2: Ở 10 o C hằng số tốc độ của phản ứng xà phòng hóa ( bậc hai) acetat etyl là 2,38 lit/ đlg. Phút. Tính thời gian cần thiết để xà phòng hóa 50% acetat etyl. Nếu cho 1lit acetat etyl nồng độ 1/20 N tác dụng với: a). 1 lit NaOH 1/20 N b). 1 lit NaOH 1/10 N Giải: Phản ứng: CH 3 COOC 2 H 5 + NaOH → CH 3 COONa + C 2 H 5 OH a). 1 lit acet. 1/20 N + 1lit NaOH 1/20 N nên C o NaOH = 1/40 N ; C o CH3COOC2H5 = 1/40 N (vì dd bị pha loãng gấp đôi) 1 1 t 1/2 = = = 16,8 phút k 2 C oA 2,38. (1/40) b). 1 lit acet. 1/20 N + 1lit NaOH 1/10 N nên C o NaOH = 1/20 N ; C o CH3COOC2H5 = 1/40 N (vì dd bị pha loãng gấp đôi) Từ pt chu kỳ bán hủy 1 2.C oA - C oB 1 2.1/20 – 1/40 t 1/2 = ln = ln[ ] k 2 (CoA - C oB ) C oA 2,38(1/20 – 1/40) 1/20 = 6,87 phút Bài 3: Trong 10 phút phản ứng bậc 1 và bậc 2 đều xong 40%. Muốn xong 60% phải mất bao nhiêu phút. Giải : Với một phản ứng cung nhiệt độ thì k n = const. nên n = 1 1 1 C oA 1 C oA k 1 = ln = ln → 10 C oA - 0,4.C oA 40% t 60% C oA - 0,6C oA 60% t 60% = 15,9 phút n = 2 1 1 1 1 1 1 k 2 = - = - 10 C oA – 0,4.C oA C oA 40% t 60% C oA – 0,4.C oA C oA 60% → t 60% = 22,5 phút Bài 4: Ở 378 o C chu kỳ bán hủy của một phản ứng bậc nhất là 366 phút. Tính thời gian phân hủy 75% ở 450 o C. Biết rằng năng lượng hoạt hóa của phản ứng đó là E = 52000 Cal/mol. Giải : Ở 378 o C = 378 + 273 = 651 o K k 1 = 0,693/t 1/2 = 0.693/363 = 1,91.10 -3 phút -1 Ở 450 o C = 450 +273 = 723 o K k T2 E 1 1 E ( T 2 - T 1 ) ln = - ( - ) = k T1 R T 2 T 1 R T 1 .T 2 k 723 52000 ( 723 – 651) k 723 ln = = 4,00 → = 54,598 k 651 1,987 . 723.651 k 651 →k 723 = 54,598 . 1,91.10 -3 = 0,10428 phút -1 t 75% = 2.t 1/2 = 2.0,693/1,0428.10 -1 = 13,3 phút Bài 5: Tính bậc của phản ứng nhiệt phân B 2 H 6 ở 100 o C theo các số liệu sau : Nồng độ B 2 H 6 .10 2 , mol / l 2,153 0,433 Tốc độ.10 4 , mol/l.giờ 7,4 0,73 Giải: Sử dụng pt phản ứng bậc n: - dC/dt = k.C n ; lg ( - dC/dt ) = lg k + n lgC Lấy số liệu (1) và (2): lg ( - dC/ dt) 1 – lg (- dC / dt) 2 = n lg C 1 – lgC 2 p tỉ lệ với C nên : lg 7,4 - lg 0,73 n = = 1,44 ≈ 3/2 lg 2,153 – lg 0,433 2 Bài 6: Chu kỳ bán hủy NH 3 ở 1100 o C khi không có không khí N 2 và H 2 trong hỗn hợp ban đầu phụ thuộc vào áp suất ban đầu của NH 3 như sau: P o , mmHg 265 130 66 t 1/2 . phút 7,6 3,7 1,7 Hãy xác định bậc và hằng số tốc độ phản ứng. Giải: sử dụng pt chu kỳ bán hủy: 2 n-1 - 1 t 1/2 = (n-1) k n C oA n - 1 Chia hai số liệu cho nhau: T 1/2 C oA n – 1 C oA n - 1 t 1/2 C’ oA = = → ln = (n – 1) ln → T’ 1/2 C oA n – 1 C oA t 1/2 C oA ln (3,7/ 1,7) 0,77777 n = 1 - = 1 - ≈ 0 ln (130/58) 0,80709 ln( 7,6/3,7) n = 1 - ≈ 0 ln ( 265/130) phản ứng bậc 0 2 0 – 1 - 1 C oA p o t 1/2 = = = → k o (0 – 1) k o .C oA 0 - 1 2.k o 2.k o k o1 = 17,4 ; k o2 = 17,6 ; k o3 = 17,0 → k tb = 17,3 mmHg/phút Bài 7: Theo dõi mức độ diễn biến của phản ứng giữa những lượng tương đương của cacbon oxyt và Clo có xúc tác xảy ra theo phương trình sau : CO + Cl 2 → COCl 2 Ở 300 o K quan sát thấy áp suất tổng cộng của hệ giảm theo bảng sau : Thời gian, phú 0 5 10 15 21 Áp suất tổng, mmHg 724 675 622 585 551 Hãy xác định bậc và hằng số tốc độ phản ứng. Giải : Ban đầu : có lượng tương đương CO và Cl 2 tức là P CO = P Cl2 và chỉ có CO và Cl 2 . nGọi P tổng đầu = P o CO + Cl 2 → COCl 2 t = 0 P o /2 P o /2 0 t (P o /2 – x) (P o /2 – x) x p tổng tại thời điểm t là : P t = ∑P i = (P o /2 – x) + (P o /2 – x) + x = P o – x 3 → x = P o – P t Dùng pp thay thế : n = 1 1 C oA 1 P o /2 1 P o k 1 = ln ; k 1 = ln = ln t C oA - x t P o /2 – (P o – P t ) t 2P t - P o t 0 5 10 15 21 P t 724 675 622 585 551 P o / (2P t – P o ) 1,157 1,392 1,623 1,9153 ln P o / (2P t – P o ) 0,1458 0,33074 0,484 0,6499 k 1 = (1/t ).ln P o / (2P t – P o ) 0,029166 0,033 0,032 0,0309 k 1tb = 0,03128 phút -1 ∆k 1 /k 1tb = (k 1tb – k 1 )/k 1tb , % 0,069 0,055 0,023 0,012 n = 2 1 1 1 1 x k 2 = - = = t C oA - x C oA t (C oA – x) C oA 1 P o - P t 1 P o - P t k 2 = = t P o /2 (P o /2 – (P o - P t ) t P o /2 ( P t – P o /2 t 0 5 10 15 21 p t 724 675 622 585 551 P o – P t 49 102 139 173 P t – P o /2 313 280 223 189 k 2 = (P o - P t )/[t . P o /2 ( P t – P o /2)]. 10 4 0,864 1,08 1,147 1,204 k 2tb = 3,04.10 -4 phút -1 .mmHg -1 ∆k 2 /k 2tb = (k 2tb – k 2 )/k 2tb , % 0,195 0,0065 0,0689 0,122 Nhận xét: k 1 có sai số tương đối ít hơn k 2 , chọn n= 1. Bài 8: Hãy chứng minh rằng phản ứng bậc 3: 2NO + H 2 → 2 NOH Có thể diễn ra thích hợp cho cả hai cơ chế sau mặc dù có giai doạn9 không phải tam phân tử: a). NO + H 2 ⇌ NOH 2 ( K ) NOH 2 + NO → 2NOH ( k ) b). 2NO ⇌ N 2 O 2 ( K’) H 2 + N 2 O 2 → 2NOH (k’ ) Giải: a). Phản ứng TN (cân bằng): 4 [NOH 2 ] K = → [NOH 2 ] = K.[NO] {H 2 ] (*) [ NO][H 2 ] Lưu ý:Nếu phản ứng: ν 1 A + ν 2 B → ν’ 1 E + ν’ 2 F Tốc độ đơn trị: W = - dC A /dt = - (ν 1 /ν 2 )dC B /dt = (ν 1 /ν’ 1 ) dC E /dt =… Hay W = -(1/ν 1 ) dC A /dt = - (1/ν 2 )dC B /dt = (1/ν’ 1 ) dC E /dt =… Viết tốc độ phản ứng theo d[NOH]/ dt: (½).d[NOH]/dt = k.[NO].[NOH 2 ] Hay d[NOH]/dt = 2k[NO][NOH 2 ] Thay [NOH 2 ] từ pt (*): d[NOH]/dt = 2 k[NO] 2 K[H 2 ] = 2kK[NO] 2 [H 2 ] (bậc 3) b). [N 2 O 2 ] K’ = → [N 2 O 2 ] = K’[NO] 2 (**) [NO] 2 d[NOH]/dt = 2k’ [N 2 O 2 ][H 2 ] thay [N 2 O 2 ] từ pt (**): d[NOH]/dt = 2k’[H 2 ][NO] 2 .K’ ( bậc ba) Bài 9: Người ta đề nghị phản ứng nhiệt phân ozon như sau: O 3 → O 2 + O k 1 O + O 2 → O 3 k -1 O + O 3 → 2O 2 k 2 a). Dùng pp nồng độ ổn định hãy thiết lập phương trình tốc độ phân hủy O 3 với sự có mặt của các hằng số tốc độ phản ứng k 1 , k -1 , k 2 và nồng độ O 2 , O 3 . b). Bằng thực nghiệm người ta đã xác định phản ứng có bậc hai đối với O 2 . Hãy tìm mối quan hệ cần thiết giữa các đại lượng hằng số tốc độ và nồng độ để có phương trình động học thống nhất với thực nghiệm. Giải: a). O là chất trung gian không bền, nên k 1 [O 3 ] d[O]/dt = k 1 [O 3 ] – k -1 [O].[O 2 ] – k 2 [O].[O 3 ] ≈ 0 → [O] = k -1 [O 2 ] + k 2 [O 3 ] Thay [O] này vào pt tốc độ phân hủy O 3 : d[O 3 ] - = k 1 [O 3 ] – k -1 [O][O 2 ] + k 2 [O][O 3 ] = dt - k 1 k -1 [O 3 ][O 2 ] + k 1 k 2 [O 3 ] 2k 2 k 1 [O 3 ] 2 = k 1 [O 3 ] + = k -1 [O 2 ] + k 2 [O 3 ] k -1 [O 2 ] + k 2 [O 3 ] b). Nếu k -1 [O 2 ] >> k 2 [O 3 ] thì có: d[O 3 ] - 2k 1 k 2 [O 3 ] 2 [O 3 ] 2 ≈ ≈ k trong đó k =- 2k 1 k 2 /k -1 dt k -1 [O 2 ] [O 2 ] 5 BÀI TẬP CHƯƠNG 2: ĐIỆN HÓA HỌC 6 . 723 – 6 51) k 723 ln = = 4,00 → = 54,598 k 6 51 1, 987 . 723.6 51 k 6 51 →k 723 = 54,598 . 1, 91. 10 -3 = 0 ,10 428 phút -1 t 75% = 2.t 1/ 2 = 2.0,693 /1, 0428 .10 -1 = 13 ,3 phút Bài 5: Tính. = 1 nên 0,693 0,693 t 1/ 2 = = 5,7 giờ → k 1 = = 0 ,12 15 giờ -1 k 1 5,7 t 75% = 2. t 1/ 2 = 2. 5,7 = 11 ,4 giờ t 87,5% = 3. t 1/ 2 = 17 ,1 giờ pp 2: có thể tính theo pp thông thường 1. n = 1 1 C oA 1 P o /2 1 P o k 1 = ln ; k 1 = ln = ln t C oA - x t P o /2 – (P o – P t ) t 2P t - P o t 0 5 10 15 21 P t 724 675 622 585 5 51 P o / (2P t – P o ) 1, 157 1, 392 1, 623

Ngày đăng: 14/05/2014, 16:13

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan