физическая химия

ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Контрольная работа №3
Вариант С
Основы формальной кинетики
Задание 1.
Определение порядка и константы скорости реакции
В реакторе при постоянном объеме V=1м3 и температуре И протекает газофазовая реакция А. В таблице 1 для этой реакции приведены результаты измерений общего давления реакционной смеси Р в зависимости от t - времени её протекания. На основании данных таблицы 1 исследуйте кинетику реакции А и определите кинетические параметры: порядок, реакции, константу скорости, период полупревращения.

Задание 2
Определение параметров температурной зависимости скорости химической реакции
В таблице 7 приведены значения констант скоростей k1и k2 для реакции A (см. таблицу 2.1) при температурах T1и T2, соответственно.
Используя величины k1и k2, а также значение константу скорости k, полученное при выполнении предыдущего задания для температуры T, постройте график в координатах
lnk= f(1/T) и определите:
а) коэффициенты A и B в интегральной форме уравнения Аррениуса вида
lnk= A–B/T
и составьте это уравнение с численными значениями A и B для химической реакции А;
б) графически и аналитически энергию активации (Eакт, кДж/моль) химической реакции А;
в) величину предэкспоненциального множителя в экспоненциальной форме уравнения температурной зависимости скорости (уравнение Аррениуса) и составьте это уравнение с численными значениями параметров для химической реакции А;
г) температурный коэффициент скорости химической реакции А для интервала температур от T1 до T2;
д) константу скорости k3 реакции В при температуре Т3.
е) как изменится скорость химической реакции А, если температуру Т1 изменить на ∆Т.

ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА

Задание 1
В таблице 1 для t = 20°Cприведены значения показателя преломления nD и плотности ρ раствора вещества А в веществе В с массовой долей растворенного вещества равной ω(A), и поляризация РA,∞ бесконечно разбавленного раствора вещества А в неполярном растворителе
На основании данных таблицы1, привлекая в необходимых случаях информацию из справочника [КС], определите:
а) удельную рефракцию раствора rA, B(м3/кг и см3/г);
б) удельную рефракцию чистого вещества В rB(м3/кг и см3/г), используя справочные данные о его показателе преломления и плотности [КС];
в) удельную рефракцию вещества А rA(м3/кг и смЗ/г) на основании правила аддитивности, исходя из количественного состава раствора ωA, значений удельной рефракции раствора rA, B и чистого вещества B, rB;
г) молярную рефракцию вещества А (м3/моль и см3/моль), пользуясь значениями его молярной массы и удельной рефракции; 4
д) молярную рефракцию вещества А (м3/моль и см3/моль) по правилу аддитивности, исходя из предположений о возможном существовании у молекулы вещества A изомеров на основании справочных значений атомных рефракций и инкрементов рефракций связей [КС], а затем подтвердите или опровергните структуру молекулы вещества А;
е) момент электрического диполя вещества А (Кл∙м и Д) и сопоставьте его со справочными данными [КС]

Задание 2
Химическая связь
1. Запишите электронные конфигурации:
1) атомов A и B;
2) молекулы А–В (за основу примите энергетические уровни – молекулярные орбитали гомоядерных молекул) (см.табл.2).
Для варианта С молекула А-В: В-В
2. Нарисуйте схематически энергетическую диаграмму молекулы А–В и распределите электроны на энергетических уровнях.
3. Установите, обладает ли:
1) вещество АВ диамагнитными или парамагнитными свойствами?
2) молекула А–В электрическим диполем.
4. Как изменится:
1) энергия связи, если молекулу AB перевести в состояние иона AB+;
2) равновесное межъядерное расстояние, если молекулу AB перевести в состояние иона AB+;
3) энергия связи, если молекулу AB перевести в состояние иона AB-;
4) равновесное межъядерное расстояние, если молекулу AB перевести в состояние иона AB-

Задание 3.
Вращательные спектры молекул
Выведите уравнения для:
1) расчета изменения энергии вращения двухатомной молекулы, как жесткого ротатора при переходе ее на соседний, более высокий квантовый уровень энергии вращательного движения;
2) зависимости волнового числа вращательных линий в спектре поглощения двухатомной молекул от вращательного квантового числа;
3) расчета разности волновых чисел соседних линий во вращательном спектре поглощения двухатомной молекулы;
4) для вычисления равновесного межъядерного расстояния на основании значения разности волновых чисел соседних линий во вращательном спектре поглощения.
Вычертите схематически энергетические уровни вращательного движения двухатомной молекулы как жесткого ротатора.
Как должны располагаться друг относительно друга вращательные квантовые уровни молекулы, не являющейся жестким ротатором?
Нанесите пунктиром эти уровни на схему, вычерченную в предыдущем пункте.
Нарисуйте схематически вращательный спектр поглощения двухатомной молекулы.
Объясните причину немонотонного изменения интенсивности вращательных линий поглощения по мере увеличения энергии вращения молекулы.
На основании экспериментальных данных (см. таблицу 3) об изменении энергии вращения при переходе двухатомной молекулы А с третьего (j= 3) вращательного квантового уровня на четвертый (j= 4), определите:
а) вращательную постоянную Ве (см-1);
б) энергию вращения молекулы А на нулевом, первом, втором, третьем, четвертом и пятом вращательных уровнях (Дж);
в) момент инерции молекулы А (кг∙м2);
г) равновесное межъядерное расстояние в молекуле А (нм);
д) сопоставьте полученную величину со справочными данными [КС]