Задачи для самостоятельного решения

5.3 Задачи для самостоятельного решения

1. Распад N₂O на N₂ и О₂ идет по схеме N₂О ® N₂ + О. При облучении светом с длиной волны 180 нм энергия активации Е_а не совпадает с энергией термического распада, которая равна 222 кДж/моль. Сравните две величины энергии активации и объясните их расхождение.

2. При облучении НI светом с длиной волны 263 нм газо-образный НI разлагается на I₂ и Н₂. Энергии диссоциации НI соответствует 24080 Дж/моль. Рассчитайте энергию, которой обладает 1 молекула продукта реакции. При поглощении 22,6 кДж разлагается 0,1 моль НI. Рассчитайте квантовый выход.

3. Рассчитайте длинноволновую границу спектра, где энергия поглощенного кванта света достаточна для диссоциации молекулы хлора. Примите энергию разрыва связи в молекуле хлора равной 242,6 кДж/моль.

4. Смесь водорода и хлора хранится под водой при 10 ^оС в V = 10 литровом сосуде при Р = 700 мм рт. ст. Найдите квантовый выход реакции образования НС1, если в результате поглощения 103 Дж лучистой энергии с длиной волны 589 нм давление снизилось на 85 мм рт. ст.

5. При фотобромировании коричной кислоты с использованием света с длиной волны 435,8 нм при температуре 30,6 ^оС интенсивностью 1,4^.10^-3 Дж/с скорость уменьшения количества Вr₂ составляет 0,075 моль в течение 1105 с. Раствор поглощает 80,1% прошедшего через него света. Рассчитать квантовый выход.

6. Предполагается, что механизм фотохимической реакции водорода с парами йода при 480 К следующий:

I₂ + hn ® 2 I^•k₁

2 I^• + I₂ ® 2 I₂k₂

2 I^• + H₂ ® I₂ + H₂k₃

2 I^• + H₂ ® 2 HIk₄

При условии, что k₄<< k₃ и I – интенсивность поглощенного света, показать, что d[HI] / dτ = 2^.I^. k₄[H₂]/k₂^. [I₂]+ k₃^.[H₂]

7. Определите квантовый выход фотохимического синтеза фосгена СО + С1₂ = СОС1₂, если количество поглощенной энергии Q = 2^.10⁵ Дж, длина волны l = 510 нм, выход фосгена 8,5 кг.

8. Сосуд вместимостью 100 см³, содержащий смесь водорода с хлором, облучен светом с длиной волны l = 400 нм. Скорость поглощения света равна 11,0^.10^-7 Дж/с. После одной минуты облучения парциальное давление С1₂ (Р₀ = 205 мм рт. ст.) понизилось на 49 мм рт. ст. (проведено при 0 ^оС). Каков квантовый выход НС1?

9 Аммиак разлагается ультрафиолетовым светом (l=200 нм) с квантовым выходом g = 0,14. Определите количество лучистой энергии, необходимой для разложения 1 г NH₃.

6. СЛОЖНЫЕ РЕАКЦИИ

6.1 Необходимые исходные сведения и основные уравнения

Для мономолекулярных обратимых реакций типа А « В дифференциальные формы кинетического уравнения:

,(6.1)

.(6.2)

При равновесии , и если при t = 0 [B] = 0, то

[В]_р/[А]_рК_р; (6.3)

[B]_р = [А]₀ - [А]_р;(6.4)

[В]_р [А]₀,(6.5)

где [А], [B] – текущие концентрации веществ А и В; [А]₀ – концентрация А при t = 0; k₁ и k₂ – константы скорости прямой и обратной реакций; [А]_р и [B]_р – концентрации А и В при равновесии; К_р– константа равновесия.

Интегральные формы кинетического уравнения:

;(6.6)

. (6.6а)

При условии, что в момент времени t = 0 [B]₀ = 0:

.(6.7)

Для мономолекулярных параллельных реакций типа

С ¬ А ® В дифференциальные формы кинетического уравнения:

;(6.8)

.(6.9)

Интегральные формы кинетического уравнения:

; (6.10)

, (6.11)

где k₁ и k₂ – константы скорости первой и второй реакций. Константы скоростей отдельных стадий для реакций данного типа определяют по соотношению:

х₁/х₂ = k₁/k₂, (6.12)

где х₁ и х₂ – количества молей веществ В и С, образовавшихся к моменту времени t или приращение концентраций веществ В и С. Текущая концентрация исходного вещества имеет вид

[А] = [А]₀ – х. (6.12а)

Для мономолекулярных последовательных реакций типа

 дифференциальные формы кинетического уравнения:

; (6.13)

; (6.14)

; (6.15)

; (6.16)

. (6.17)

Интегральные формы кинетического уравнения:

; (6.18)

; (6.19)

; (6.20)

; (6.21)

; (6.22)

[C] = [А]₀ - [А] - [B], (6.23)

где [А], [В], [С] – текущие концентрации веществ А, В, С; [А]₀ – концентрация вещества А при t = 0; k₁ и k₂ – константы скорости первой и второй реакций: [А] = [А]₀ – х; [В] = x – y; [C] = y.

Точка максимума на кривой [В] = f(t) характеризуется уравнениями

; (6.24)

; (6.25)

, (6.26)

где t_max – время соответствующее максимальной концентрации вещества В.

Похожие работы

Самоорганизация ион-проводящих структур при протекании электрохимических процессов на фазовых переходах, включающих серосодержащие компоненты

Скачать

36243

0

0

... параметров ионного и электронного транспорта в переходных слоях интерфазы. 4. Принципы создания твердофазных электрохимических преобразователей энергии и информации. 5. Гипотеза о самоорганизации переходных ион-проводящих структур при протекании электрохимических и химических процессов на фазовых границах. Определяющую роль матричных структур в твердофазных электродных реакциях. ...

Термодинамика химической и электрохимической устойчивости сплавов системы Ni-Si

Скачать

40258

13

12

... устойчивость металлов и сплавов определяется их стойкостью к коррозии в водной среде. Лучшим способом представления термодинамической информации о химической и электрохимической устойчивости металлических систем в водных растворах являются диаграммы рН-потенциал. Впервые такие диаграммы в системе элемент-вода для чистых металлов при температуре 250С были построены Марселем Пурбе и использованы им ...

Исследование физико-химической сущности коррозионных процессов для обоснования методов защиты металлов от коррозии

Скачать

29834

1

0

... агрессивных средах и при наличии различных сопутствующих физических факторов; 3. Определить методы применения противокоррозионных защитных покрытий, в первую очередь лакокрасочных. Обзорно-аналитическая часть Характеристика коррозионных процессов Коррозия металлов - разрушение металлов вследствие физико-химического воздействия внешней среды, при этом металл переходит в окисленное (ионное) ...

Механизм и кинетика переходных процессов на межфазных границах электрохимических преобразователей энергии на основе низкотемпературных твердых электролитов

Скачать

51477

0

0

... не менее пяти циклов разряд – заряд глубиной 250 Кл/см2. Основные результаты и выводы Настоящая работа обобщает результаты комплексного исследования механизма и кинетики электродных процессов в ионной и электронной подсистемах в низкотемпературных твердых электролитах с использованием импульсных методов. Важнейшим результатом работы является получение новых и уточнение полученных другими исс