Тема 4. Химическая кинетика и катализ



 

Обратите внимание на определение химической кинетики, как науки о скорости реакции иее механизме. Обращаясь к понятиям средней и истинной скорости, вспомните размерности концентраций, которые используются в химической кинематике. Особо остановитесь на кинетических уравнениях реакций первого и второго порядка. В конспекте отразите определения понятий: порядок реакции, молекулярность реакции, период полураспада. Напишите по памяти кинетические уравнения реакций первого и второго порядка в дифференциальной и интегральной форме. Установите связь между температурой и скоростью реакции. Рассмотрите каталитические явления, сделав упор на характерные признаки катализа и на особенности ферментативного катализа.

 

Вопросы для самопроверки:

1. Что понимается под скоростью химической реакции? Какие факторы влияют на скорость реакции? Как изменяется скорость реакции во времени?

2. Что называется скоростью химической реакции?

3. Напишите выражения средней и истинной скорости химической реакции.

4. Напишите кинетические уравнения реакций первого и второго порядка.

5. Каков физический смысл константы скорости? От каких факторов она зависит? В реакции первого порядка период полураспада равен 1 с. Определить константу скорости реакции.

6. Как влияет температура на скорость реакции? Рассчитайте, пользуясь правилом Вант-Гоффа, во сколько раз увеличится скорость реакции при повышении температуры от 20° до 200°, если температурный коэффициент скорости реакции равен 2.

7. Почему при повышении температуры скорость реакций возрастает? Что такое энергия активации? Как и для чего ее определяют?

8. Что такое катализ? Катализатор? Почему катализаторы не влияют на смещение равновесия? Приведите примеры гомогенного и гетерогенного катализа.

9. Как различные теории объясняют каталитическое действие? В чем особенности гетерогенного катализа?

10. Опишите основные особенности ферментативного катализа. Приведите примеры процессов, протекающих под действием ферментов. Сравните активность ферментов как катализаторов с активностью искусственно полученных каталитических систем.

 

Решение типовых задач

1. Радиоактивность атомов полония за 7 дней уменьшилась на 3,425%. Определить константу скорости его распада и период полураспада.

Решение. Реакция радиоактивного распада полония является реакцией первого порядка, кинетическое уравнение которой имеет вид:

 откуда  (1)

 

где k- константа скорости;

α - начальная концентрация вещества;

х - уменьшение концентрации за время t (с);

(а – х)- конечная концентрация.

Принимая радиоактивность начального количества вещества за 100%, получим:

Период полураспада определяется по уравнению, вытекающему из (1) при х = 0,5α.

 

2. Определить энергию активации реакции разложения йодистого водорода. Если известны константы скоростей при двух температурах:

 при Т1 = 629оК и  при Т2 = 781оК.

Решение. Зависимость константы скорости от энергии активации определяется уравнением:  или . Подставляя в это уравнение последовательно kT1T1kT2T2k0, получим:

,

откуда ,или, заменяя натуральный логарифм десятичным и R его численным значением 8,313 кДж/моль град, получим:

 .

 

Подставив в эту формулу числовые данные задачи, имеем:

 

 

 


Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 810; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!