Учебные материалы по физической химии
Задачи по физической химии.Часть 2.Химическая кинетика. Электрохимия

Биологический факультет
Задачи письменных экзаменов

(Досрочный экзамен по физической химии (4-й семестр)

1. Скорость автокаталитической реакции A P описывается кинетическим уравнением v = k^. [A]^. [P]. Решите это кинетическое уравнение (т.е., найдите зависимость степени превращения от времени). Начальные концентрации: [A]₀ = a, [P]₀ = p.

2. Термическое дегидрирование этана протекает по следующему механизму:

C₂H₆ 2CH_3^.

CH_3^. + C₂H₆ CH₄ + C₂H_5^.

C₂H_5^. C₂H₄ + H^.

H^. + C₂H₆ H₂ + C₂H_5^.

H^. + C₂H_5^. C₂H₆

Покажите, что скорость образования этилена описывается уравнением первого порядка, если константа скорости первой реакции мала.

3. Начальная скорость выделения O₂ при действии фермента на субстрат была измерена для ряда концентраций субстрата:

Определите константу Михаэлиса данной реакции.

4. Изомеризация диизопропилового эфира в аллилацетон в газовой фазе представляет собой реакцию первого порядка, константа скорости которой (в с^-1) зависит от температуры следующим образом:

.

Используя теорию активированного комплекса, рассчитайте энтальпию и энтропию активации при температуре 400 ^оС.

5. Эквивалентная электропроводность раствора гидроксида этиламмония C₂H₅NH₃OH при бесконечном разведении равна 232,6 См^. см^2. моль^-1. Рассчитайте константу диссоциации, эквивалентную электропроводность раствора, степень диссоциации и концентрацию ионов гидроксила в растворе при разведении 16 л^. моль^-1, если удельная электропроводность раствора при данном разведении равна 1,312 См^. см^-1.

6. В гальваническом элементе при температуре 298 К обратимо протекает реакция Cd + 2AgCl = CdCl₂ + 2Ag. Рассчитайте изменение энтропии реакции, если стандартная э.д.с. элемента E^o = 0,6753 В, а стандартные энтальпии образования CdCl₂ и AgCl равны -389,7 и -126,9 кДж^. моль^-1 соответственно.

7. Используя первое приближение теории Дебая-Хюккеля, рассчитайте коэффициенты активности ионов Ca²⁺, Cl^- и средний ионный коэффициент активности в 0,002 моль^. л^-1 растворе CaCl₂ при 25 ^o C.

1. Дана реакция nA B. Отношение времен превращения A на кратную часть равно _1/2 / _1/3 = 2. Определите порядок реакции n.

2. Реакция разложения вещества А может протекать параллельно по трем направлениям:

Концентрации продуктов в смеси через 10 мин после начала реакции были равны: [B] = 1.6 моль/л, [C] = 3.6 моль/л, [D] = 7.8 моль/л. Определите константы скорости k₁ - k₃, если период полураспада вещества А равен 8 мин.

3. В некоторых случаях кинетические исследования ферментативных реакций проводят в условиях избытка фермента. Выведите уравнение Михаэлиса-Ментен, описывающее зависимость начальной скорости ферментативной реакции от начальных концентраций фермента и субстрата в системе

при условии, что концентрация фермента намного превышает концентрацию субстрата.

4. Реакция 1-го порядка при температуре 70 ^оС завершается на 40% за 60 мин. При какой температуре реакция завершится на 80% за 120 мин, если энергия активации равна 60 кДж/моль?

5. В гальваническом элементе обратимо протекает реакция CuSO₄ + Zn = ZnSO₄ + Cu. Рассчитайте H и S реакции, если э.д.с. элемента равна 1,0960 В при 273 К и 1,0961 В при 276 К.

6. Удельная электропроводность 0,135 моль^. л^-1 раствора пропионовой кислоты C₂H₅COOH равна 4,79^. 10^-2 См^. м^-1. Рассчитайте эквивалентную электропроводность раствора, константу диссоциации кислоты и pH раствора, если предельные подвижности H⁺ и C₂H₅COO^-равны 349,8 См^. см^2. моль^-1 и 37,2 См^. см^2. моль^-1, соответственно.

7. Рассчитайте активность электролита a и среднюю ионную активность a в 0,2 m растворе AlCl₃ при 25 ^o C, если = 0,305. (m - моляльность).