Химическая кинетика (задачи, примеры, задания). Пурмаль А.П - 105 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МФТИ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

105
3.1.8. Гетерогенно-каталитическая реакция А + В → Р может
протекать по механизму (1) или (2):
1) 1.S
1
+ A ⇔ AS
1
, 2) 1.S
1
+ A ⇔ AS
1
,
2.S
2
+ B ⇔ BS
2
, 2.S
1
+ B ⇔ BS
1
,
3.AS
1
+ BS
2
→ S
1
+ S
2
+ P. 3.AS
1
+ BS
1
→ 2S
1
+ P.
S
1
и S
2
– символы активных центров поверхности. Продукт "Р" на
поверхности не адсорбируется. В чём будет различие уравнений
скорости, записанных для механизма (
1) и (2)?
3.1.9. Выведите выражение для скорости гетерогенно-каталитического
процесса
А
(Г)
+ В
(Г)
→ Р
(Г)
, осуществляющегося в результате
реакций:
1.
А
(Г)
+ В
(Г)
⇔ АВ
(Г)
, 3. ABS → PS,
2.
АВ
(Г)
+ S ⇔ ABS, 4. PS ⇔ P
(Г)
+ S.
Адсорбция
А, В, АВ и Р происходит на одних и тех же активных центрах
поверхности
S. Газы А и АВ адсорбируются сильно, а В и Р слабо.
3.1.10. Начальная скорость гетерогенно-каталитической дегидратации
изопропилового спирта на алюмосиликатном катализаторе описывается
уравнением
W
0
= 2⋅10
−
8
⋅[C
3
H
7
OH] моль⋅см
-2
⋅с
-1
. С ростом [С
3
Н
7
ОН]
W
0
растёт, а затем достигает постоянной, не зависящей от [С
3
Н
7
ОН],
величины
W
0 lim
= 10
−
10
моль
⋅
см
-2
⋅с
-1
. При глубоких степенях
превращения по реакции
С
3
Н
7
ОН → С
3
Н
6
+ Н
2
О кинетика
процесса описывается выражением
W = 4⋅10
−
10
⋅[С
3
Н
7
ОН]/[Н
2
О].
Вывести выражение с числовыми коэффициентами, описывающее
кинетику протекания реакции при всех глубинах превращения. Чему
будет равняться время полуреакции при
[С
3
Н
7
ОН]
0
= 10
−
3
М?
3.1.11. Гетерогенно-каталитическая реакция
СО
2
+ Н
2
Pt
⎯→⎯
СО + Н
2
О
Проводится в условиях непрерывного удаления продуктов реакции.
Скорость реакции при низких
Р
СО2
пропорциональна Р
СО2
, а при
высоких – обратно пропорциональна. Максимум скорости (при
Р
Н2
= const) наблюдается при Р
СО2
= 200 торр. В широком интервале
Р
Н2
скорость реакции пропорциональна Р
Н2
. Найти величину константы
равновесия адсорбции
СО
2
на Pt в единицах торр
-1
. Вывести
выражение для времени полуреакции при равных начальных давлениях
Р
Н2
и Р
СО2
. 
3.1.8. Гетерогенно-каталитическая реакция    А   +   В   →   Р может
протекать по механизму (1) или (2):
    1) 1.S1 + A ⇔ AS1,           2) 1.S1 + A ⇔ AS1,
        2.S2 + B ⇔ BS2,             2.S1 + B ⇔ BS1,
        3.AS1 + BS2 → S1 + S2 + P.  3.AS1 + BS1 → 2S1 + P.
S1 и S2 – символы активных центров поверхности. Продукт "Р" на
поверхности не адсорбируется. В чём будет различие уравнений
скорости, записанных для механизма (1) и (2)?

3.1.9. Выведите выражение для скорости гетерогенно-каталитического
процесса А(Г) + В(Г) → Р(Г), осуществляющегося в результате
реакций:
          1. А(Г) + В(Г) ⇔ АВ(Г),       3. ABS → PS,
          2. АВ(Г) + S ⇔ ABS,           4. PS ⇔ P(Г) + S.
Адсорбция А, В, АВ и Р происходит на одних и тех же активных центрах
поверхности S. Газы А и АВ адсорбируются сильно, а В и Р слабо.

3.1.10. Начальная скорость гетерогенно-каталитической дегидратации
изопропилового спирта на алюмосиликатном катализаторе описывается
                      −8                   -2 -1
уравнением W0 = 2⋅10 ⋅[C3H7OH] моль⋅см ⋅с . С ростом [С3Н7ОН]
W0 растёт, а затем достигает постоянной, не зависящей от [С3Н7ОН],
величины    W0 lim = 10−10моль⋅см-2⋅с-1. При глубоких степенях
превращения по реакции С3Н7ОН → С3Н6 + Н2О кинетика
процесса описывается выражением         W = 4⋅10−10⋅[С3Н7ОН]/[Н2О].
Вывести выражение с числовыми коэффициентами, описывающее
кинетику протекания реакции при всех глубинах превращения. Чему
                                                      −3
будет равняться время полуреакции при [С3Н7ОН]0 = 10 М?

3.1.11. Гетерогенно-каталитическая реакция
                                Pt
                   СО2 + Н2    ⎯⎯→    СО + Н2О
Проводится в условиях непрерывного удаления продуктов реакции.
Скорость реакции при низких РСО2 пропорциональна РСО2, а при
высоких – обратно пропорциональна. Максимум скорости (при
РН2 = const) наблюдается при РСО2 = 200 торр. В широком интервале
РН2 скорость реакции пропорциональна РН2. Найти величину константы
                                                       -1
равновесия адсорбции СО2 на Pt в единицах торр . Вывести
выражение для времени полуреакции при равных начальных давлениях
РН2 и РСО2.


                                105

Страницы