-123doc- - bai-tap-chuong-1-dong-hoa-hoc

BÀI TẬP CHƯƠNG 1: ĐỘNG HÓA HỌC Bài 1: Chu kỳ bán hủy N2O5 25oC 5,7 Tính số tốc độ phản ứng thời gian để phân hủy 75 %, 87,5 % , phản ứng bậc Giải: Do n = nên 0,693 t1/2 = = 5,7 → k1 = k1 t75% = t1/2 = 5,7 = 11,4 0,693 = 0,1215 giờ-1 5,7 t87,5% = t1/2 = 17,1 pp 2: tính theo pp thông thường t75% = CoA ln k1 CoA - 0,75.CoA Bài 2: Ở 10oC số tốc độ phản ứng xà phịng hóa ( bậc hai) acetat etyl 2,38 lit/ đlg Phút Tính thời gian cần thiết để xà phịng hóa 50% acetat etyl Nếu cho 1lit acetat etyl nồng độ 1/20 N tác dụng với: a) lit NaOH 1/20 N b) lit NaOH 1/10 N Giải: Phản ứng: CH3COOC2H5 + NaOH → CH3COONa + C2H5OH a) lit acet 1/20 N + 1lit NaOH 1/20 N nên Co NaOH = 1/40 N ; Co CH3COOC2H5 = 1/40 N (vì dd bị pha lỗng gấp đôi) 1 t1/2 = = = 16,8 phút k2 CoA 2,38 (1/40) b) lit acet 1/20 N + 1lit NaOH 1/10 N nên Co NaOH = 1/20 N ; Co CH3COOC2H5 = 1/40 N (vì dd bị pha lỗng gấp đơi) Từ pt chu kỳ bán hủy 2.CoA - CoB 2.1/20 – 1/40 t1/2 = ln = ln[ ] k2(CoA - CoB) CoA 2,38(1/20 – 1/40) 1/20 = 6,87 phút Bài 3: Trong 10 phút phản ứng bậc bậc xong 40% Muốn xong 60% phải phút Giải : Với phản ứng cung nhiệt độ kn = const nên n=1 1 k1 = CoA ln 10 CoA = CoA - 0,4.CoA → ln t60% 40% CoA - 0,6CoA 60% t60% = 15,9 phút n=2 1 k2 = 10 CoA – 0,4.CoA CoA → t60% = 22,5 phút = 40% 1 t60% CoA – 0,4.CoA CoA 60% Bài 4: Ở 378oC chu kỳ bán hủy phản ứng bậc 366 phút Tính thời gian phân hủy 75% 450oC Biết lượng hoạt hóa phản ứng E = 52000 Cal/mol Giải : o o Ở 378 C = 378 + 273 = 651 K k1 = 0,693/t1/2 = 0.693/363 = 1,91.10-3 phút -1 Ở 450oC = 450 +273 = 723oK kT2 E 1 E ( T - T1 ) ln =( )= kT1 R T2 T1 R T1.T2 k723 52000 ( 723 – 651) k723 ln = = 4,00 → = 54,598 k651 1,987 723.651 k651 -3 -1 →k723 = 54,598 1,91.10 = 0,10428 phút t75% = 2.t1/2 = 2.0,693/1,0428.10-1 = 13,3 phút Bài 5: Tính bậc phản ứng nhiệt phân B2H6 100oC theo số liệu sau : Nồng độ B2H6.102, mol / l 2,153 0,433 Tốc độ.10 , mol/l.giờ 7,4 0,73 Giải: Sử dụng pt phản ứng bậc n: - dC/dt = k.Cn ; lg ( - dC/dt ) = lg k + n lgC Lấy số liệu (1) (2): lg ( - dC/ dt)1 – lg (- dC / dt)2 = n lg C1 – lgC2 p tỉ lệ với C nên : lg 7,4 - lg 0,73 n= = 1,44 ≈ 3/2 lg 2,153 – lg 0,433 Bài 6: Chu kỳ bán hủy NH3 1100oC khơng có khơng khí N2 H2 hỗn hợp ban đầu phụ thuộc vào áp suất ban đầu NH3 sau: Po, mmHg 265 130 66 t1/2 phút 7,6 3,7 1,7 Hãy xác định bậc số tốc độ phản ứng Giải: sử dụng pt chu kỳ bán hủy: 2n-1 - t1/2 = (n-1) kn CoAn - Chia hai số liệu cho nhau: T1/2 CoA n – CoA n - t1/2 C’oA = = → ln = (n – 1) ln → n T’1/2 CoA – CoA t1/2 CoA ln (3,7/ 1,7) 0,77777 n=1=1≈ ln (130/58) 0,80709 ln( 7,6/3,7) n=1≈0 ln ( 265/130) phản ứng bậc 0–1 - CoA po t1/2 = = = → ko 0-1 (0 – 1) ko.CoA 2.ko 2.ko ko1 = 17,4 ; ko2 = 17,6 ; ko3 = 17,0 → ktb = 17,3 mmHg/phút Bài 7: Theo dõi mức độ diễn biến phản ứng lượng tương đương cacbon oxyt Clo có xúc tác xảy theo phương trình sau : CO + Cl2 → COCl2 o Ở 300 K quan sát thấy áp suất tổng cộng hệ giảm theo bảng sau : Thời gian, phú 10 15 21 Áp suất tổng, mmHg 724 675 622 585 551 Hãy xác định bậc số tốc độ phản ứng Giải : Ban đầu : có lượng tương đương CO Cl2 tức PCO = PCl2 có CO Cl2 nGọi Ptổng đầu = Po CO + Cl2 → COCl2 t =0 Po/2 Po/2 t (Po/2 – x) (Po/2 – x) x ptổng thời điểm t : Pt = ∑Pi = (Po/2 – x) + (Po/2 – x) + x = Po – x → x = Po – Pt Dùng pp thay : n=1 CoA k1 = ln ; k1 = t CoA - x t Po/2 ln = Po/2 – (Po – Pt) Po ln t 2Pt - Po t 10 15 Pt 724 675 622 585 Po/ (2Pt – Po) 1,157 1,392 1,623 ln Po/ (2Pt – Po) 0,1458 0,33074 0,484 k1 = (1/t ).ln Po/ (2Pt – Po) 0,029166 0,033 0,032 -1 k1tb = 0,03128 phút 0,069 0,055 0,023 ∆k1/k1tb = (k1tb – k1)/k1tb, % n=2 1 1 x k2 = = = t CoA - x CoA t (CoA – x) CoA Po - Pt Po - Pt k2 = = t Po/2 (Po/2 – (Po- Pt) t Po/2 ( Pt – Po/2 t pt Po – Pt Pt – Po/2 k2 = (Po - Pt)/[t Po/2 ( Pt – Po/2)] 104 k2tb = 3,04.10-4 phút-1.mmHg-1 ∆k2/k2tb = (k2tb – k2)/k2tb, % 724 675 49 313 0,864 10 622 102 280 1,08 15 585 139 223 1,147 21 551 1,9153 0,6499 0,0309 0,012 21 551 173 189 1,204 0,195 0,0065 0,0689 0,122 Nhận xét: k1 có sai số tương đối k2, chọn n= Bài 8: Hãy chứng minh phản ứng bậc 3: 2NO + H2 → NOH Có thể diễn thích hợp cho hai chế sau có giai doạn9 tam phân tử: a) NO + H2 ⇌ NOH2 (K) NOH2 + NO → 2NOH (k) b) 2NO ⇌ N2O2 ( K’) H2 + N2O2 → 2NOH (k’ ) Giải: a) Phản ứng TN (cân bằng): [NOH2] → [NOH2] = K.[NO] {H2] (*) [ NO][H2] Lưu ý:Nếu phản ứng: ν1 A + ν2B → ν’1 E + ν’2 F Tốc độ đơn trị: W = - dCA/dt = - (ν1/ν2)dCB/dt = (ν1/ν’1) dCE/dt =… Hay W = -(1/ν1) dCA/dt = - (1/ν2)dCB/dt = (1/ν’1) dCE/dt =… Viết tốc độ phản ứng theo d[NOH]/ dt: (½).d[NOH]/dt = k.[NO].[NOH2] Hay d[NOH]/dt = 2k[NO][NOH2] Thay [NOH2] từ pt (*): d[NOH]/dt = k[NO]2K[H2] = 2kK[NO]2[H2] (bậc 3) b) [N2O2] K’ = → [N2O2] = K’[NO]2 (**) [NO]2 d[NOH]/dt = 2k’ [N2O2][H2] thay [N2O2] từ pt (**): d[NOH]/dt = 2k’[H2][NO]2.K’ ( bậc ba) K= Bài 9: Người ta đề nghị phản ứng nhiệt phân ozon sau: O3 → O2 + O k1 O + O → O3 k-1 O + O3 → 2O2 k2 a) Dùng pp nồng độ ổn định thiết lập phương trình tốc độ phân hủy O3 với có mặt số tốc độ phản ứng k1, k-1, k2 nồng độ O2, O3 b) Bằng thực nghiệm người ta xác định phản ứng có bậc hai O2 Hãy tìm mối quan hệ cần thiết đại lượng số tốc độ nồng độ để có phương trình động học thống với thực nghiệm Giải: a) O chất trung gian không bền, nên k1[O3] d[O]/dt = k1[O3] – k-1[O].[O2] – k2[O].[O3] ≈ → [O] = k-1[O2] + k2[O3] Thay [O] vào pt tốc độ phân hủy O3: d[O3] = k1[O3] – k-1[O][O2] + k2[O][O3] = dt - k1k-1[O3][O2] + k1k2[O3] 2k2k1[O3]2 = k1[O3] + = k-1[O2] + k2[O3] k-1[O2] + k2[O3] b) Nếu k-1[O2] >> k2[O3] có: d[O3] - 2k1k2 [O3]2 [O3]2 ≈ ≈k k =- 2k1k2/k-1 dt k-1[O2] [O2] BÀI TẬP CHƯƠNG 2: ĐIỆN HÓA HỌC ... – k-1[O].[O2] – k2[O].[O3] ≈ → [O] = k-1[O2] + k2[O3] Thay [O] vào pt tốc độ phân hủy O3: d[O3] = k1[O3] – k-1[O][O2] + k2[O][O3] = dt - k1k-1[O3][O2] + k1k2[O3] 2k2k1[O3]2 = k1[O3] + = k-1[O2]... k1k2[O3] 2k2k1[O3]2 = k1[O3] + = k-1[O2] + k2[O3] k-1[O2] + k2[O3] b) Nếu k-1[O2] >> k2[O3] có: d[O3] - 2k1k2 [O3]2 [O3]2 ≈ ≈k k =- 2k1k2/k-1 dt k-1[O2] [O2] BÀI TẬP CHƯƠNG 2: ĐIỆN HÓA HỌC ... 0,029166 0,033 0,032 -1 k1tb = 0,03128 phút 0,069 0,055 0,023 ∆k1/k1tb = (k1tb – k1)/k1tb, % n=2 1 1 x k2 = = = t CoA - x CoA t (CoA – x) CoA Po - Pt Po - Pt k2 = = t Po/2 (Po/2 – (Po- Pt) t Po/2 (