Химическая кинетика (задачи, примеры, задания). Пурмаль А.П - 114 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МФТИ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

114
Величины k
4
, k
5
, k
6
не могут сильно различаться и, учитывая, что
[Br
2
] ≅ [Cl
2
], получим
WWW
kk
kk
456
2
2
3
2
23
11 1
:: : : .≅
⋅
Установленное выше соотношение
k
3
>> k
2
позволяет сделать
заключение, что доминирующей реакцией обрыва будет реакция (4).
Кинетический механизм процесса будет включать реакции:
1. Br
2
+ M → Br
•
+ Br
•
+ M,
2. Br
•
+Cl
2
→ BrCl + Cl
•
,
3. Cl
•
+Br
2
→ BrCl + Br
•
,
4. Br
•
+ Br
•
+ M → Br
2
+ M.
Используя соотношение
W
i
= W
o
при стационарном протекании реакции
и выражение для
[Br
•
], полученное ранее, найдём кинетическое
уравнение скорости реакции:
[]
[] [][]
[]
[]
kBr M k Br M или kBr
kW
kCl
12 4
2
12
4
2
2
2
2
2
4
==
⋅
&
,,
откуда
[][]
Wk
k
k
Cl Br=⋅⋅⋅2
2
1
4
22
0,5
.
Таким образом, общий порядок реакции равен
1,5, а частный порядок по
хлору −
1, по брому – 0,5.
Используя величины
Е
1
= 190, Е
2
≅ 63, Е
4
≈ 0 кДж/моль и
выражение для
kk
k
k
эфф
= ⋅2
2
1
4
, получим
Е
эфф
= Е
2
+ 0,5⋅Е
1
= 158 кДж/моль. 
Величины k4, k5, k6 не могут сильно различаться и, учитывая, что
[Br2] ≅ [Cl2], получим

                                    1     1      1
          W4 :W5:W6        ≅            : 2 :          .
                                   k 22  k3   k 2 ⋅k 3

Установленное выше соотношение k3 >> k2 позволяет сделать
заключение, что доминирующей реакцией обрыва будет реакция (4).
     Кинетический механизм процесса будет включать реакции:

          1. Br2   + M →         Br• + Br• + M,
          2. Br•   +Cl2 →        BrCl + Cl•,
          3. Cl•   +Br2 →        BrCl + Br•,
          4. Br•   + Br• +       M → Br2 + M.

Используя соотношение Wi = Wo при стационарном протекании реакции
                       •
и выражение для [Br ], полученное ранее, найдём кинетическое
уравнение скорости реакции:

                                                         k 4 ⋅W 2
     k1[Br2 ][ M ] = k 4 [ Br&] [ M ], или k1[Br2 ]=
                               2
                                                                            ,
                                                       4k 22   [Cl2 ]   2


откуда

                         k1
                            ⋅[ Cl2 ]⋅[ Br2 ] .
                                            0,5
          W = 2k 2 ⋅
                         k4

Таким образом, общий порядок реакции равен 1,5, а частный порядок по
хлору − 1, по брому – 0,5.
     Используя величины Е1 = 190, Е2 ≅ 63, Е4 ≈ 0 кДж/моль и
                                   k1
выражение для   k эфф = 2k 2 ⋅          , получим
                                   k4
          Еэфф = Е2 + 0,5⋅Е1 = 158 кДж/моль.


                                         114

Страницы