Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги / Теоретические основы химических процессов

..pdf

Скачиваний:

Добавлен:

12.11.2023

Размер:

642.33 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 23 / 53 4 5 > Следующая >>>

		Продолжение		табл. 4

1		2	3	4
	H2O2 вприсутствииколлоидальнойплатиныразла-		10	а
12	H2O2 вприсутствииколлоидальнойплатиныразла-		10	3,3
12	гаетсясвыделениемO2: 2H2O2 O2 + 2H2O;		30	8,1
	а – объем О2, см3		30	8,1
				15,6
			t, ч	с0
			t, ч	с
			0	с
			0	1
	C12H22H11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6;		23,9	1,081
13	с– концентрациясахаравданныймомент, моль/л,		71,9	1,266
13	с0	– начальная концентрация, моль/л,	117,8	1,464
	с0	= 0,65 моль/л.	189,3	1,830
			236,2	2,117
			282,3	2,466
			330,2	2,857
			498,7	4,962
			t, ч	а
			0	2,33
			3,1	2,08
			5,3	1,91
14	N2O5 N2O4 + 0,5O2;		8,8	1,67
14	а – концентрация N2O5, моль/л.		14,5	1,36
			20,0	1,11
			31,3	0,72
			38,6	0,55
			52,4	0,34
	C6H5SO2OC2H5 + + C6H11OH C2H5OC6H11 +			х
	C6H5SO2OC2H5 + + C6H11OH C2H5OC6H11 +		27	9,03
	+ C6H5SO2OH;		27	9,03
15	+ C6H5SO2OH;		44	14,30
15	х – молярная доля полученной кислоты		44	14,30
	C6H5SO2OH, %		90	24,07
	C6H5SO2OH, %		125	28,92
			125	28,92
				а
	C2H5OH + HCOOH HCOOC2H5 + H2O;		0	43,52
16	C2H5OH + HCOOH HCOOC2H5 + H2O;		50	40,40
	а – объем 0,1 н раствора Ва(ОН)2, израсходо-		50	40,40
	а – объем 0,1 н раствора Ва(ОН)2, израсходо-		100	37,75
	ванного на титрование 5 см3 пробы, см3		100	37,75
			160	35,10
			220	31,09
				с
			0	2,50
17	2H2O2 2H2O + O2;		10	0,90
17	с – концентрация H2O2, моль/л		20	0,32
			30	0,12
			40	0,04

Продолжение табл. 4

1	2	3
18	2NCl3 (ж) N2(г) + 3Cl2(г);	4
18	а – объем N2, см3;	6
	Cl2 поглощается	22

		0
		70
		110
	Rn Po + He;	140
19	Rn Po + He;	165
19	а – объем газа Rn, м3	165
		200
		250
		360
		450
		600
	CH3COOC2H5 + NaOH CH3COONa + C2H5OH;	0
20	а – объем 0,01 н раствора HCl, израсходованно-	4,9
	го на титрование 10 см3 пробы, см3	10,4
		28,2
		0
21	C2H4O(г) CH4(г) + CO(г);	4
21	Р – общее давление системы, кПа;	7
	V = const	9
		12
		18
	2NH3(г) N2(г) + 3H2(г);	1,7
	2NH3(г) N2(г) + 3H2(г);	3,3
22	Р – повышение давления системы, Па;	3,3
22	Р – повышение давления системы, Па;	6,7
	Р0 – начальное давление, мм. рт. ст.,	10,0
	Р0 = 200 мм. рт. ст.	10,0
	Р0 = 200 мм. рт. ст.	13,3
		16,7
		6
		9
		12
	C6H5N2Cl C6H5Cl + N2;	14
23	C6H5N2Cl C6H5Cl + N2;	18
23	а – объем выделившегося N2, см3	18
		22
		24
		26
		30

28,5

0,102

0,062

0,044

0,033

0,025

0,019

0,016

0,007

0,003

0,002

61,95

50,59

42,40

29,35

15,5

16,3

16,8

17,2

17,8

18,8

1466,3

2945,9

5865,2

8837,8

11717,0

14663,0

19,3

26,0

32,6

36,0

41,3

45,0

46,5

48,3

50,4

58,3

	Окончание		табл. 4

1	2	3	4
		3,9	с
		3,9	15
	C5H5N + C2H5I C7H10N+ + I–;	7,8	26
24	с – концентрация I–, ммоль/л; с0 – начальная	12,0	35
	концентрация C2H5I, ммоль/л, с0 = 100 ммоль/л	17,3	44
	концентрация C2H5I, ммоль/л, с0 = 100 ммоль/л	24,0	52
		32,0	59
		39,5	64
		0	Р
		0	84,2
		10,1	78,9
25	2C4H6(г) C8H12(г);	20,8	74,2
25	Р – общее давление системы, кПа;	29,2	71,4
	V = const	49,5	66,4
		60,9	64,4
		90,0	60,4
		119,0	57,7

Задание 2.2. Определение энергии активации и других кинетических констант химических реакций

Используя значения констант скорости k1 и k 2 реакции при двух различных температурах T1 и T2 (табл. 5), вычислите:

1)энергию активации реакции;

2)константу скорости при температуре Т3;

3)степень превращения исходного вещества к моменту времени t, (с0 – начальная концентрация);

4)температурный коэффициент скорости реакции; проверьте применимость правила Вант-Гоффа.

Порядок реакции считайте равным молекулярности. Размерности констант скорости для реакций первого, второго и третьего порядков соответственно имеют следующие размерности: мин–1; мин–1 (кмоль/м3)–1; мин–1 (кмоль/м3)–2.

Таблица 5

Номер									Реакция		Т1, К	k1	Т2, К	k2	Т3, К	t, мин	с0,
варианта									Реакция		Т1, К	k1	Т2, К	k2	Т3, К	t, мин	кмоль/м3
1										2	3	4	5	6	7	8	9
1	2NO2 2NO + O2										600	1,4	640	6,8	700	20	0,1
2	Cu + (NH4)2S2O8 CuSO4 + (NH4)2SO4										293,2	0,0096	333,2	0,0400	313,2	60	0,05
3	C2H5I + NaOH C2H5OH + NaI										288,8	0,00005	363,6	0,119	305,0	30	0,8
4	C6H5COH + C6H5COH C6H5CHOHCOC6H5										313,0	0,026	333,0	0,089	322,9	10	1,3
5	C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6										298,2	0,765	328,2	35,5	313,2	15	1,85
6	2NO + Br2 2NOBr										265,2	0,00212	288,0	0,00268	273,7	18	2,0
7	H2 + Br2 2HBr										574,5	0,0856	497,2	0,00036	483,2	60	0,03
8	H2 + Br2 2HBr										550,7	0,0159	524,6	0,0026	568,2	10	0,1
9	H2 + I2 2HI										599,0	0,00146	672,0	0,0568	648,2	28	2,83
10	H2 + I2 2HI										683,0	0,0659	716,0	0,375	693,2	27	1,83
11	2HI H					+ I		2			456,2	9,42 10–6	700,0	3,10 10–3	923,2	17	2,38
12					2			2
12	2HI H					+ I		2			628,4	8,09 10–5	780,4	0,1059	976,2	18	1,87
13					2			2
13	2NO N2 + O2										1525,2	47059	1251,4	1073	1423,2	45	2,83
14	2N2O 2N2 + O2										986,0	6,72	1165,0	977,0	1053,2	65	1,75
15	N	O	N O					+ 0,5O			298,2	2,03 10–3	288,2	0,475 10–3	338,2	32	0,93
	2	5				2	4			2
16	PH3 P + 1,5H2										953,2	0,0183	918,2	0,0038	988,2	80	0,87
17	SO Cl			2	SO				+ Cl	2	552,2	0,609 10–4	593,2	0,132 10–2	688,2	35	2,5
18		2		2				2		2
18	CO + H2O CO2 + H2										288,2	0,00031	313,2	0,00815	303,2	89	3,85
19	COCl		2		CO + Cl						655,0	0,53 10–2	745,0	67,6 10–2	698,2	104,5	0,8
20	2CH O + NaOH HCOОNa + CH OH										323,2	5,5 10–3	358,2	294,0 10–3	368,2	10	0,5
		2								3

Окончание табл. 5

1					2			3	4	5	6	7	8	9
21	C2H5ONa + CH3I C2H5OCH3 + NaI							273,3	0,0336	303,2	2,125	288,2	10	0,87
22	CH2OHCH2Cl + KOH CH2OHCH2OH + KCl							297,7	0,68	316,8	5,23	303,2	18	0,96
23	CH ClCOOH + H O CH OHCOOH + HCl							353,2	0,222 10–4	403,2	0,237 10–2	423,2	26	0,50
	2			2	2
24	KClO3	+ 6FeSO4 + 3H2SO4				KCl +
	+ 3Fe2(SO4)3 + 3H2O (р-япервогопорядка)							283,2	1,00	305,2	7,15	383,2	35	1,67
25	CH3COОCH3			+ H2O CH3COОH +				298,2	0,653 10–3	308,2	1,663 10–3	313,2	25	1,60
26	+ CH3OH (в водн. р-ре с катал.)							298,2	0,653 10–3	308,2	1,663 10–3	313,2	25	1,60
26	CH COОCH + H O CH COОH + CH OH							298,2	16,09 10–3	308,2	37,84 10–3	323,2	80	2,96
27	3		3	2	3		3		2,056 10–5		109,4 10–5
27	CH COОC H + H O CH COОH + C H OH							273,2	2,056 10–5	313,2	109,4 10–5	298,2	67	3,55
	3	2	5	2	3	2	5
28	2CH O + NaOH HCOОNa + CH OH							323,2	5,5 10–3	358,2	294,0 10–3	338,2	5	0,5
	2					3
29	(CH3)2SO4 + NaI CH3I + Na(CH3)SO4							273,2	0,029	298,2	1,04	285,8	100	3,89
30	C6H5CH2Br + C2H5OH C6H5CHOC2H5 + HBr							298,2	1,44	338,2	2,01	318,2	90	2,67

Задание 2.3. Адсорбция на поверхности твердого тела

Исследована адсорбция газа (адсорбата) на адсорбенте при температуре Т. Величина адсорбции А рассчитана как отношение объема адсорбированного газа к массе адсорбента (см3/г). По зависимости величины адсорбции от давления газа Р (табл. 6):

1)постройте изотермы адсорбции А = f(P) и P/А = f(P);

2)опишите изотермы адсорбции с помощью уравнения Ленгмюра – определите величину адсорбции при максимальном

заполнении поверхности адсорбента (А∞) и константу адсорбционного равновесия (K) при данной температуре;

3)определите степень заполнения поверхности адсорбента при давлении Р1;

4)определите, при каком давлении степень заполнения поверхности адсорбента составит 0,5.

Таблица 6

Номер	Т, К	Адсорбент	Адсорбат	Р1, кПа	Р, кПа	А, см3/г
варианта
1	2	3	4	5	6	7
					1,62	0,31
					5,30	0,99
1	273	Уголь	N2	20	17,30	3,04
					30,70	5,10
					44,50	6,90
					4,20	12,73
					8,10	21,20
2	273	Уголь	CO2	20	11,70	26,40
					16,50	32,20
					24,00	38,60
					9,80	2,53
					24,20	5,57
3	273	Уголь	CO	50	41,30	8,43
					60,00	11,20
					72,50	12,85
					10,50	60,40
					21,60	90,30
4	273	Уголь	NH3	50	42,70	115,70
					65,60	127,00
					85,20	132,40

				Продолжение			табл. 6
	2
1	2	3	4		5	6		7
						11,30		2,04
						24,40		3,72
5	273	BaF2	CO		50	44,50		5,30
						61,00		6,34
						82,50		7,30
						27,60		0,447
						43,40		0,698
6	273	Уголь	H2		20	57,40		0,915
						72,20		1,142
						86,10		1,352
						1,67		3,47
						8,83		13,83
7	194,5	Уголь	N2		27	20,00		23,00
						36,30		27,94
						52,00		33,43
						25,60		15,20
						36,70		19,10
8	194,5	Уголь	CH4		50	47,80		22,30
						60,50		25,30
						77,00		28,40
						4,00		15,80
						5,34		19,05
9	194,5	Уголь	CO		7	9,65		27,70
						16,65		34,10
						19,80		38,95
						3,22		5,09
						7,25		10,02
10	194,5	Уголь	Ar		30	13,15		15,56
						17,25		18,81
						39,50		29,14
						9,35		39,50
						12,45		42,80
11	273	Уголь	C2H4		50	22,50		49,90
						42,60		56,50
						82,50		64,50
						2,00		10,40
						4,27		20,80
12	293	Уголь	C2H4		20	10,57		30,50
						29,50		42,40
						91,50		55,20
						31,90		2,80
13	194,7	Уголь	Ar		200	130,50		8,62
						290,00		13,44

				Продолжение			табл. 6

1	2	3	4		5	6		7
						5,18		0,99
						16,00		3,04
14	273	Уголь	N2		60	33,00		5,08
						45,30		7,04
						74,20		10,31
						3,53		3,17
						4,65		3,70
15	233	BaF2	NO2		10	6,70		4,40
						8,55		5,09
						12,50		6,14
						17,30		6,70
						18,60		7,35
16	233	BaF2	NO2		25	30,30		8,48
						35,30		9,07
						47,30		9,92
						7,51		1,81
						11,15		2,40
17	273	BaF2	NO2		15	17,30		3,01
						23,90		3,73
						33,90		4,24
						44,00		5,30
						53,00		5,86
18	273	BaF2	NO2		70	59,00		6,16
						60,70		6,34
						82,00		7,30
						3,53		3,17
						6,70		4,40
19	233	BaF2	NO2		20	12,50		6,14
						30,30		8,48
						47,30		9,92
						4,65		3,70
						8,55		5,09
20	233	BaF2	NO2		25	17,30		6,70
						18,60		7,35
						35,30		9,07
						7,51		1,81
						17,30		3,01
21	273	BaF2	NO2		50	33,90		4,24
						53,00		5,86
						60,70		6,34
						11,15		2,40
						23,90		3,73
22	273	BaF2	NO2		60	44,00		5,30
						59,00		6,16
						82,00		7,30

				Окончание		табл. 6
	2
1	2	3	4	5	6		7
					1,62		0,31
					5,30		0,99
23	273	Уголь	N2	20	17,30		3,04
					30,70		5,10
					44,50		6,90
					9,80		2,53
					24,20		5,57
24	273	Уголь	CO	50	41,30		8,43
					60,00		11,20
					72,50		12,85
					4,20		12,73
					8,10		21,20
25	273	Уголь	CO2	20	11,70		26,40
					16,50		32,20
					24,00		38,60

Пример 2.1. Определите порядок реакции

CH3Br + H2O CH3OH + HBr

и вычислите среднее значение константы скорости, пользуясь следующими экспериментальными данными:

t, ч	4,8	8,3	15,0	23,3	33,3	50,0
сСН3OН, ммоль/л	12,0	18,7	28,9	37,9	45,0	51,6	57,2

Решение. Обозначим убыль концентрации CH3Br к текущему моменту времени через х (ммоль/л). В соответствии с уравнением реакции величина х равна концентрации полученного CH3OH. Тогда к моменту времени t концентрацию сСН3Br рассчитаем по уравнению сСН3Br = с0 – x, где с0 – исходная концентрация CH3Br. Величина с0 соответствует полному превращению CH3Br в CH3OH (с0 = с ).

Получим следующие результаты:

t, ч	0	4,8	8,3	15,0	23,3	33,3	50,0
сСН3Br, ммоль/л	57,2	45,2	38,5	28,3	19,3	12,2	5,6

Для определения порядка реакции используем метод подстановки. Метод подстановки заключается в определении, какое уравнение кинетики реакции (первого, второго или третьего порядка) при подстановке в него экспериментальных данных дает при реше-

нии близкие значения констант скорости реакции. Именно это уравнение и определяет порядок исследуемой реакции.

Эти уравнения имеют вид:

– для реакции первого порядка k	1ln с0 ;
1		t				с
		t				с
– для реакции второго порядка k2		1			1				1		;
		1			1				1
		t			с			с0
		t			с			с0
– для реакции третьего порядка k3				1			1				1	,
				1			1				1
			2t				2				2
			2t				с			с
											0

где с0 – начальная концентрация исходных веществ; с – концентрация исходных веществ к данному моменту времени t.

Подставим экспериментальные данные в уравнения для расчета констант скоростей реакции:

t, ч	4,8	8,3	15,0	23,3	33,3	50,0
k1, ч–1	0,0491	0,0477	0,0469	0,0466	0,0464	0,0465
k2, л ч–1 моль–1	0,967	1,020	1,180	1,470	1,940	3,220
k3 103, л2 ч–1 моль–2	0,0191	0,0222	0,0314	0,0510	0,0963	0,3158

Наиболее близкие значения констант скоростей получены для первого уравнения. Следовательно, рассматриваемая реакция имеет первый порядок.

Подсчитав их среднее значение, получим kcp = 0,0472 ч–1.

Пример 2.2. Определите графическим способом порядок реакции разложения N2O5 при температуре 298 К (V = const). В течение реакции N2O5(г) N2O4(г) + 0,5O2(г) общее давление изменялось следующим образом:

t, ч	0,33	0,50	0,67	0,83	1,67	2,33
Р, Па	44 665,5	45 925,0	47 078,0	48 144,4	52 476,3	54 862,2

Начальное давление в системе P0 = 41 080 Па.

Решение. Концентрации исходного вещества можно заменить его парциальными давлениями, так как давление газа пропорционально его концентрации при Т = const.

<<< < Предыдущая 1 23 / 53 4 5 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги

#
12.11.20231.7 Mб9Теоретические основы поиска и разведки месторождений нефти и газа..pdf
#
12.11.202311.62 Mб5Теоретические основы процессов получения и переработки полимерных материалов..pdf
#
12.11.20232.94 Mб3Теоретические основы теплотехники. Теория теплообмена.pdf
#
12.11.20232.23 Mб6Теоретические основы теплотехники. Техническая термодинамика.pdf
#
13.11.202325.23 Mб0Теоретические основы физической адсорбции..pdf
#
12.11.2023642.33 Кб2Теоретические основы химических процессов..pdf
#
12.11.20235.68 Mб3Теоретические основы электротехники Ч. 1.pdf
#
12.11.20235.95 Mб1Теоретические основы энерготехнологии химических производств..pdf
#
12.11.202315.06 Mб15Теория автоматического управления техническими системами..pdf
#
19.11.202372.74 Mб3Теория автоматического управления. Дискретные системы.pdf
#
12.11.20238.34 Mб3Теория автоматического управления. Линейные системы управления.pdf