Số nhiệm vụ 1. Tương tác với oxy tự do dẫn đến sự hình thành nitơ dioxide / / có độc tính cao, mặc dù phản ứng này là điều kiện sinh lý tiến hành chậm và ở nồng độ thấp không đóng vai trò đáng kể trong việc gây tổn hại độc hại cho tế bào, tuy nhiên, tác động gây bệnh tăng mạnh khi sản xuất quá mức. Xác định tốc độ tương tác của nitơ oxit (II) với oxy tăng lên bao nhiêu lần khi áp suất trong hỗn hợp khí ban đầu tăng gấp đôi nếu tốc độ phản ứng 
được mô tả bằng phương trình 
?
Giải pháp.
1. Tăng gấp đôi áp suất tương đương với tăng gấp đôi nồng độ ( Với) Và . Do đó, tỷ lệ tương tác tương ứng và sẽ có, theo quy luật tác dụng khối lượng, các biểu thức: 
Và
Trả lời. Tốc độ phản ứng sẽ tăng lên 8 lần.
Số nhiệm vụ 2. Người ta tin rằng nồng độ clo ( khí màu xanh lục có mùi hăng) trong không khí trên 25 ppm nguy hiểm đến tính mạng và sức khỏe, nhưng có bằng chứng cho thấy nếu bệnh nhân đã khỏi bệnh sau khi bị ngộ độc nặng cấp tính với loại khí này thì không quan sát thấy tác dụng còn sót lại. Xác định tốc độ phản ứng xảy ra ở pha khí sẽ thay đổi như thế nào nếu tăng 3 lần: nồng độ, nồng độ, 3) áp suất / /?
Giải pháp.
1. Nếu chúng ta biểu thị nồng độ và tương ứng bằng và , thì biểu thức tốc độ phản ứng sẽ có dạng: .
2. Sau khi tăng nồng độ lên 3 lần thì chúng sẽ bằng và với . Do đó, biểu thức tốc độ phản ứng sẽ có dạng: 1) 
2)
3. Sự gia tăng áp suất làm tăng nồng độ các chất phản ứng ở dạng khí lên cùng một lượng, do đó
4. Độ tăng tốc độ phản ứng so với ban đầu được xác định theo tỷ lệ tương ứng: 1) 
, 2) 
, 3) 
.
Trả lời. Tốc độ phản ứng sẽ tăng lên: 1), 2), 3) lần.
Nhiệm vụ số 3. Tốc độ tương tác của các chất ban đầu thay đổi như thế nào khi nhiệt độ thay đổi từ khi hệ số nhiệt độ của phản ứng là 2,5?
Giải pháp.
1. Hệ số nhiệt độ cho thấy tốc độ phản ứng thay đổi như thế nào khi nhiệt độ thay đổi (quy tắc Van't Hoff): .
2. Nếu nhiệt độ thay đổi là: , thì xét đến thực tế là , chúng ta thu được: 
. Từ đây, .
3. Sử dụng bảng phản logarit ta tìm được: .
Trả lời. Khi nhiệt độ thay đổi (tức là tăng lên), tốc độ sẽ tăng lên 67,7 lần.
Vấn đề số 4. Tính hệ số nhiệt độ của tốc độ phản ứng, biết rằng tốc độ phản ứng tăng gấp 128 lần khi nhiệt độ tăng.
Giải pháp.
1. Sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng hóa học vào nhiệt độ được thể hiện bằng quy tắc thực nghiệm Van’t Hoff:
.Giải phương trình cho , ta tìm được: , . Do đó =2
Trả lời. =2.
Vấn đề số 5. Đối với một trong các phản ứng, hai hằng số tốc độ đã được xác định: ở mức 0,00670 và ở mức 0,06857. Xác định hằng số tốc độ của phản ứng tương tự ở .
Giải pháp.
1. Dựa vào hai giá trị hằng số tốc độ phản ứng, sử dụng phương trình Arrhenius, ta xác định được năng lượng hoạt hóa của phản ứng: 
. Vì trường hợp này: Từ đây: 
J/mol.
2. Tính hằng số tốc độ phản ứng tại , sử dụng hằng số tốc độ tại và phương trình Arrhenius để tính: 
. Đối với trường hợp này: và có tính đến thực tế là: 
, chúng tôi nhận được: . Kể từ đây,
Trả lời.
Tính hằng số cân bằng hóa học và xác định chiều dịch chuyển cân bằng theo nguyên lý Le Chatelier .
Nhiệm vụ số 6. Carbon dioxide // không giống như carbon monoxide // không vi phạm chức năng sinh lý và tính toàn vẹn về mặt giải phẫu của sinh vật sống và tác dụng gây ngạt thở của chúng chỉ do sự hiện diện ở nồng độ cao và giảm phần trăm oxy trong không khí hít vào. Nó bằng bao nhiêu hằng số cân bằng phản ứng / /: 
ở nhiệt độ, biểu thị thông qua: a) áp suất riêng phần của các chất phản ứng; b) nồng độ mol của chúng, biết rằng thành phần của hỗn hợp cân bằng được biểu thị bằng phần thể tích: , và , và tổng áp suất trong hệ là Pa?
Giải pháp.
1. Áp suất riêng phần của một chất khí bằng áp suất tổng cộng nhân với phần thể tích của chất khí trong hỗn hợp, do đó:
2. Thay các giá trị này vào biểu thức hằng số cân bằng, ta thu được:
3. Mối quan hệ giữa và được thiết lập trên cơ sở phương trình Mendeleev-Clapeyron cho khí lý tưởng và được biểu thị bằng đẳng thức: 
, đâu là sự khác biệt giữa số mol sản phẩm khí phản ứng và nguyên liệu khí ban đầu. Đối với phản ứng này: . Sau đó: 
.
Trả lời. Bố. .
Nhiệm vụ số 7. Cân bằng của các phản ứng sau sẽ chuyển dịch theo chiều nào:
3. 
;
a) khi nhiệt độ tăng, b) khi áp suất giảm, c) khi nồng độ hydro tăng?
Giải pháp.
1. Trạng thái cân bằng hóa học trong hệ thống được thiết lập ở các thông số bên ngoài không đổi (v.v.). Nếu các tham số này thay đổi thì hệ sẽ rời khỏi trạng thái cân bằng và phản ứng trực tiếp (sang phải) hoặc phản ứng nghịch (sang trái) bắt đầu chiếm ưu thế. Ảnh hưởng nhiều yếu tố khác nhau sự dịch chuyển trạng thái cân bằng được phản ánh trong nguyên lý Le Chatelier.
2. Xét ảnh hưởng đến các phản ứng trên của cả 3 yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học.
a) Khi nhiệt độ tăng, cân bằng chuyển dịch theo hướng phản ứng thu nhiệt, tức là phản ứng xảy ra khi thu nhiệt. Phản ứng thứ 1 và thứ 3 tỏa nhiệt / /, do đó, khi nhiệt độ tăng, cân bằng sẽ chuyển dịch theo hướng phản ứng nghịch và ở phản ứng thứ 2 / / - theo hướng phản ứng thuận.
b) Khi áp suất giảm, trạng thái cân bằng chuyển dịch theo hướng tăng số mol khí, tức là hướng tới áp lực lớn hơn. Trong phản ứng thứ 1 và thứ 3 ở vế trái và phải của phương trình sẽ có cùng một số mol khí (tương ứng là 2-2 và 1-1). Vì vậy sự thay đổi áp suất sẽ không gây ra chuyển dịch cân bằng của hệ thống. Ở phản ứng thứ 2, có 4 mol khí ở vế trái và 2 mol khí ở vế phải, do đó, khi áp suất giảm, cân bằng sẽ chuyển dịch theo hướng phản ứng nghịch.
V) Khi nồng độ của các thành phần phản ứng tăng lên, trạng thái cân bằng sẽ chuyển dịch theo hướng tiêu thụ chúng. Trong phản ứng đầu tiên, hydro có trong sản phẩm và việc tăng nồng độ của nó sẽ tăng cường phản ứng ngược, trong đó hydro được tiêu thụ. Trong phản ứng thứ 2 và thứ 3, hydro là một trong những chất ban đầu, do đó sự gia tăng nồng độ của nó sẽ làm thay đổi trạng thái cân bằng theo hướng phản ứng xảy ra khi tiêu thụ hydro.
Trả lời.
a) Khi nhiệt độ tăng, cân bằng trong phản ứng 1 và 3 sẽ chuyển dịch sang trái và trong phản ứng 2 - sang phải.
b) Phản ứng 1 và 3 sẽ không bị ảnh hưởng khi giảm áp suất, nhưng trong phản ứng 2 cân bằng sẽ chuyển dịch sang trái.
c) Sự tăng nhiệt độ trong phản ứng 2 và 3 sẽ kéo theo sự chuyển dịch cân bằng sang phải và trong phản ứng 1 - sang trái.
1.2. Nhiệm vụ tình huống số 7 đến 21để củng cố tài liệu (được thực hiện trong sổ ghi chép giao thức).
Nhiệm vụ số 8. Tốc độ oxy hóa glucose trong cơ thể sẽ thay đổi như thế nào khi nhiệt độ giảm từ đến nếu hệ số nhiệt độ của tốc độ phản ứng là 4?
Vấn đề số 9.Dùng quy tắc Van't Hoff gần đúng, tính nhiệt độ cần tăng thêm bao nhiêu để tốc độ phản ứng tăng 80 lần? Lấy hệ số vận tốc nhiệt độ bằng 3.
Nhiệm vụ số 10.Để thực tế dừng phản ứng, sử dụng làm mát nhanh hỗn hợp phản ứng (“đóng băng phản ứng”). Xác định tốc độ phản ứng sẽ thay đổi bao nhiêu lần khi hỗn hợp phản ứng được làm nguội từ 40 xuống 0, nếu hệ số nhiệt độ của phản ứng là 2,7.
Nhiệm vụ số 11.Đồng vị dùng để điều trị một số khối u có chu kỳ bán rã 8,1 ngày. Sau bao lâu hàm lượng iod phóng xạ trong cơ thể người bệnh giảm đi 5 lần?
Nhiệm vụ số 12. Quá trình thủy phân một số hormone tổng hợp (dược phẩm) là phản ứng bậc nhất với hằng số tốc độ 0,25 (). Nồng độ hormone này sẽ thay đổi như thế nào sau 2 tháng?
Nhiệm vụ số 13. Chu kỳ bán rã của chất phóng xạ là 5600 năm. Trong cơ thể sống, một lượng không đổi được duy trì nhờ quá trình trao đổi chất. Trong hài cốt của voi ma mút, nội dung vẫn giống như bản gốc. Xác định thời điểm voi ma mút sống?
Vấn đề số 14. Thời gian bán hủy của thuốc trừ sâu (thuốc trừ sâu dùng để kiểm soát côn trùng) là 6 tháng. Một lượng nhất định của nó đi vào bể chứa, nơi nồng độ mol/l được thiết lập. Sau bao lâu thì nồng độ thuốc trừ sâu giảm xuống mức mol/l?
Nhiệm vụ số 15. Chất béo và carbohydrate bị oxy hóa với tốc độ đáng chú ý ở nhiệt độ 450 - 500 ° và trong cơ thể sống - ở nhiệt độ 36 - 40 °. Nguyên nhân khiến nhiệt độ cần thiết cho quá trình oxy hóa giảm mạnh là gì?
Vấn đề số 16. Hydro peroxit phân hủy thành dung dịch nướcđối với oxy và nước. Phản ứng được tăng tốc như chất xúc tác vô cơ(ion) và hữu cơ sinh học (enzym catalase). Năng lượng hoạt hóa của phản ứng khi không có chất xúc tác là 75,4 kJ/mol. Ion làm giảm nó xuống còn 42 kJ/mol và enzyme catalase - xuống còn 2 kJ/mol. Tính tỉ số tốc độ phản ứng khi không có chất xúc tác khi có mặt catalase. Có thể rút ra kết luận gì về hoạt tính của enzyme? Phản ứng diễn ra ở nhiệt độ 27°C.
Vấn đề số 17 Hằng số tốc độ phân hủy penicillin của máy bộ đàm 
J/mol.
1.3. Câu hỏi bảo mật
1. Giải thích ý nghĩa của các thuật ngữ: tốc độ phản ứng, hằng số tốc độ?
2. Tốc độ trung bình và tốc độ thực được thể hiện như thế nào? phản ứng hóa học?
3. Tại sao chỉ nói về tốc độ phản ứng hóa học đối với vào lúc này thời gian?
4. Xây dựng định nghĩa thuận nghịch và phản ứng không thuận nghịch.
5. Xác định quy luật hành động quần chúng. Trong các đẳng thức biểu diễn định luật này, sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào bản chất của chất phản ứng có được phản ánh không?
6. Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nhiệt độ như thế nào? Năng lượng kích hoạt được gọi là gì? Các phân tử hoạt động là gì?
7. Tốc độ đồng nhất và phản ứng không đồng nhất? Cho ví dụ.
8. Trình tự và tính phân tử của các phản ứng hóa học như thế nào? Chúng không khớp nhau trong trường hợp nào?
9. Chất nào được gọi là chất xúc tác? Cơ chế hoạt động tăng tốc của chất xúc tác là gì?
10. Khái niệm “ngộ độc chất xúc tác” là gì? Những chất nào được gọi là chất ức chế?
11. Thế nào gọi là cân bằng hóa học? Tại sao gọi là động? Nồng độ nào của chất phản ứng được gọi là trạng thái cân bằng?
12. Hằng số cân bằng hóa học được gọi là gì? Nó có phụ thuộc vào bản chất của các chất phản ứng, nồng độ, nhiệt độ, áp suất của chúng không? Các đặc điểm của ký hiệu toán học cho hằng số cân bằng trong các hệ không đồng nhất là gì?
13. Dược động học của thuốc là gì?
14. Các quá trình xảy ra với thuốc trong cơ thể, được đặc trưng về mặt định lượng bởi một số thông số dược động học. Đưa ra những cái chính.
Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng
Hàng ngàn quá trình xảy ra trong cơ thể con người phản ứng enzyme, diễn ra trong tế bào sống. Tuy nhiên, trong chuỗi quá trình gồm nhiều giai đoạn, sự khác biệt giữa tốc độ của các phản ứng riêng lẻ là khá lớn. Do đó, quá trình tổng hợp các phân tử protein trong tế bào phải trải qua ít nhất hai giai đoạn nữa: tổng hợp RNA vận chuyển và tổng hợp ribosome. Nhưng thời gian mà nồng độ của các phân tử t-RNA tăng gấp đôi là 1,7 phút, phân tử protein - 17 phút và ribosome - 170 phút. Tốc độ của toàn bộ quá trình của giai đoạn chậm (giới hạn), trong ví dụ của chúng tôi - tốc độ tổng hợp ribosome. Sự có mặt của phản ứng hạn chế đảm bảo độ tin cậy cao và tính linh hoạt để kiểm soát hàng ngàn phản ứng xảy ra trong tế bào. Chỉ cần giám sát và điều chỉnh những cái chậm nhất là đủ. Phương pháp điều chỉnh tốc độ tổng hợp nhiều giai đoạn này được gọi là nguyên tắc tối thiểu. Nó cho phép bạn đơn giản hóa đáng kể và làm cho hệ thống điều chỉnh tự động trong lồng trở nên đáng tin cậy hơn.
Phân loại các phản ứng được sử dụng trong động học: phản ứng đồng nhất, không đồng nhất và vi không đồng nhất; phản ứng đơn giản và phức tạp (song song, tuần tự, liên hợp, chuỗi). Tính phân tử của một phản ứng cơ bản. Phương trình động học. Thứ tự phản ứng. Nửa đời
Phản ứng vi mô không đồng nhất -
Độ phân tử của phản ứng được xác định bởi số lượng phân tử tham gia vào phản ứng hóa học trong một hành động phản ứng cơ bản. Trên cơ sở này, các phản ứng được chia thành đơn phân tử, lưỡng phân tử và ba phân tử.
Khi đó các phản ứng loại A -> B sẽ là đơn phân tử, ví dụ:
a) C 16 H 34 (t°C) -> C g H 18 + C 8 H 16 - phản ứng crackinh hydrocacbon;
b) CaC0 3 (t°C) ->CaO + C0 2 - phân hủy nhiệt canxi cacbonat.
Phản ứng loại A + B -> C hoặc 2A -> C - là lưỡng phân tử, ví dụ:
a) C + 0 2 -> C0 2; b) 2H 2 0 2 -> 2H 2 0 + 0 2, v.v.
Phản ứng ba phân tử được mô tả phương trình tổng quát kiểu:
a) A + B + C D; b) 2A + B D; c) 3A D.
Ví dụ: a) 2H 2 + 0 2 2H 2 0; b) 2NO + H 2 N 2 0 + H 2 0.
Tốc độ phản ứng tùy thuộc vào độ phân tử sẽ được biểu thị bằng các phương trình: a) V = k CA - đối với phản ứng đơn phân tử; b) V = đến C A C in hoặc c) V = đến C 2 A - đối với phản ứng lưỡng phân tử; d) V = k C C in C e e) V = k C 2 A C in hoặc f) V = k C 3 A - cho phản ứng ba phân tử.
Phân tử là số lượng phân tử phản ứng trong một hành động hóa học cơ bản.
Thông thường, tính phân tử của một phản ứng rất khó xác định, do đó ký hiệu chính thức- Thứ tự phản ứng hóa học.
Thứ tự phản ứng bằng tổng chỉ tiêu về nồng độ trong phương trình biểu thị sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nồng độ các chất phản ứng (phương trình động học).
Thứ tự của phản ứng thường không trùng với mức độ phân tử do thực tế là cơ chế phản ứng, tức là “hành động cơ bản” của phản ứng (xem định nghĩa về dấu hiệu của mức độ phân tử), rất khó thiết lập.
Chúng ta hãy xem xét một số ví dụ minh họa quan điểm này.
1. Tốc độ hòa tan của tinh thể được mô tả bằng phương trình động học thứ tự không, mặc dù bản chất đơn phân tử của phản ứng: AgCl (TB) -> Ag + + CI", V = k C(AgCl (TB p= k"C(AgCl (ra)) - p - mật độ và là giá trị không đổi, tức là tốc độ hòa tan không phụ thuộc vào lượng (nồng độ) của chất được hòa tan.
2. Phản ứng thủy phân sucrose: CO + H 2 0 -> C 6 H 12 0 6 (glucose) + C 6 H 12 0 6 (fructose) là phản ứng lưỡng phân tử nhưng được mô tả động học phương trình động học bậc 1: V=k*C cax, vì trong điều kiện thí nghiệm, kể cả trong cơ thể, nồng độ của nước là một giá trị không đổi C(H 2 0) - const.
3. 
Phản ứng phân hủy hydrogen peroxide, xảy ra với sự tham gia của các chất xúc tác, cả các ion vô cơ Fe 3+, Cu 2+ kim loại bạch kim và các enzyme sinh học, ví dụ như catalase, có cái nhìn tổng quát:
2H 2 0 2 -> 2H 2 0 + O tức là lưỡng phân tử.
Sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nồng độ. Phương trình động học của các phản ứng bậc một, bậc hai và bậc không. Phương pháp thí nghiệm xác định tốc độ và hằng số tốc độ của phản ứng.
Sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nhiệt độ. Quy tắc Van't Hoff. Hệ số nhiệt độ của tốc độ phản ứng và đặc điểm của nó đối với các quá trình sinh hóa.
γ-hệ số nhiệt độ của tốc độ phản ứng.
Ý nghĩa vật lý Giá trị của γ là nó cho biết tốc độ phản ứng thay đổi bao nhiêu lần khi nhiệt độ thay đổi mỗi 10 độ.
15. Khái niệm về lý thuyết va chạm chủ động. Hồ sơ năng lượng của phản ứng; năng lượng kích hoạt; phương trình Arrhenius. Vai trò của yếu tố không gian. Khái niệm về lý thuyết trạng thái chuyển tiếp.
Mối quan hệ giữa hằng số tốc độ, năng lượng kích hoạt và nhiệt độ được mô tả bằng phương trình Arrhenius: k T = k 0 *Ae~ E / RT, trong đó k t và k 0 là các hằng số tốc độ ở nhiệt độ T và T e là cơ số của logarit tự nhiên, A là hệ số không gian.
Yếu tố không gian A xác định xác suất va chạm của hai hạt phản ứng ở trung tâm hoạt động của phân tử. Yếu tố này đặc biệt quan trọng đối với các phản ứng sinh hóa với polyme sinh học. Trong phản ứng axit-bazơ, ion H+ phải phản ứng với nhóm carboxyl cuối cùng - COO.” Tuy nhiên, không phải mọi va chạm của ion H+ với phân tử protein đều dẫn đến phản ứng này. Chỉ những va chạm xảy ra trực tiếp tại một số điểm của các đại phân tử sẽ hoạt động hiệu quả, gọi là trung tâm hoạt động.
Từ phương trình Arrhenius, suy ra rằng năng lượng kích hoạt E càng thấp và nhiệt độ T của quá trình càng cao thì hằng số tốc độ càng cao.
Khi nhiệt độ tăng thì tốc độ quá trình hóa học thường tăng lên. Năm 1879, nhà khoa học người Hà Lan J. van't Hoff đã đưa ra một quy tắc thực nghiệm: khi nhiệt độ tăng thêm 10 K, tốc độ của hầu hết các phản ứng hóa học đều tăng gấp 2-4 lần.
Ký hiệu toán học của quy tắc J. van't Hoff:
γ 10 = (k t+10)/k t, trong đó k t là hằng số tốc độ phản ứng ở nhiệt độ T; k t+10 - hằng số tốc độ phản ứng ở nhiệt độ T+10; γ 10 - Hệ số nhiệt độ Van't Hoff. Giá trị của nó dao động từ 2 đến 4. Đối với các quá trình sinh hóa, γ 10 thay đổi từ 7 đến 10.
Tất cả các quá trình sinh học diễn ra trong khoảng nhiệt độ nhất định: 45-50°C. Nhiệt độ tối ưu là 36-40°C. Trong cơ thể động vật máu nóng, nhiệt độ này được duy trì không đổi do sự điều hòa nhiệt độ của hệ sinh học tương ứng. Khi nghiên cứu hệ thống sinh học người ta sử dụng các hệ số nhiệt độ γ 2, γ 3, γ 5. Để so sánh, chúng được giảm xuống còn γ 10.
Sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nhiệt độ, theo quy tắc Van't Hoff, có thể được biểu diễn bằng phương trình:
V 2 /V 1 = γ ((T 2 -T 1)/10)
Năng lượng kích hoạt. Sự tăng đáng kể tốc độ phản ứng khi nhiệt độ tăng không thể chỉ được giải thích bằng sự tăng số va chạm giữa các hạt của chất phản ứng, bởi vì, theo định lý lý thuyết động học chất khí, khi nhiệt độ tăng thì số va chạm tăng nhẹ. Sự tăng tốc độ phản ứng khi nhiệt độ tăng được giải thích là do phản ứng hóa học không xảy ra khi có sự va chạm của các hạt của các chất phản ứng mà chỉ xảy ra khi gặp các hạt hoạt động có năng lượng dư thừa cần thiết tại thời điểm va chạm.
Năng lượng cần thiết để chuyển các hạt không hoạt động thành các hạt hoạt động được gọi là năng lượng kích hoạt (Ea). Năng lượng hoạt hóa là phần năng lượng dư so với giá trị trung bình cần thiết để các chất tham gia phản ứng xảy ra phản ứng khi va chạm. Năng lượng kích hoạt được đo bằng kilojoule trên mol (kJ/mol). Thông thường E nằm trong khoảng từ 40 đến 200 kJ/mol.
Sơ đồ năng lượng của phản ứng tỏa nhiệt và thu nhiệt được thể hiện trên hình 2. 2.3. Đối với bất kỳ quá trình hóa học nào, trạng thái ban đầu, trung gian và cuối cùng có thể được phân biệt. Ở trên cùng của hàng rào năng lượng, các chất phản ứng ở trạng thái trung gian gọi là phức hợp kích hoạt hoặc trạng thái chuyển tiếp. Hiệu giữa năng lượng của phức chất hoạt hóa và năng lượng ban đầu của thuốc thử là Ea, và hiệu giữa năng lượng của sản phẩm phản ứng và chất ban đầu (thuốc thử) là ΔH, hiệu ứng nhiệt phản ứng. Năng lượng kích hoạt, không giống như ΔH, luôn có giá trị dương. Đối với phản ứng tỏa nhiệt (Hình 2.3, a) các sản phẩm được đặt ở nhiệt độ thấp hơn mức năng lượng hơn thuốc thử (Ea< ΔН).
|
Ea là yếu tố chính quyết định tốc độ phản ứng: nếu Ea > 120 kJ/mol (hàng rào năng lượng cao hơn, rào cản năng lượng thấp hơn hạt hoạt động trong hệ thống), phản ứng chậm; và ngược lại nếu Ea< 40 кДж/моль, реакция осуществляется с большой скоростью.
Đối với các phản ứng liên quan đến các phân tử sinh học phức tạp, cần tính đến thực tế là trong một phức hợp được kích hoạt được hình thành trong quá trình va chạm của các hạt, các phân tử phải được định hướng trong không gian theo một cách nhất định, vì chỉ có vùng phản ứng của phân tử, có kích thước nhỏ liên quan đến kích thước của nó, trải qua sự biến đổi.
Nếu biết các hằng số tốc độ k 1 và k 2 ở nhiệt độ T 1 và T 2 thì có thể tính được giá trị của Ea.
Trong các quá trình sinh hóa, năng lượng kích hoạt ít hơn 2-3 lần so với các quá trình vô cơ. Đồng thời, Ea của các phản ứng liên quan đến chất lạ, xenobamel, vượt quá đáng kể Ea của các quá trình sinh hóa thông thường. Thực tế này là một sự bảo vệ sinh học tự nhiên của hệ thống khỏi tác động của các chất lạ, tức là. Các phản ứng tự nhiên của cơ thể xảy ra trong điều kiện thuận lợi với Ea thấp, còn đối với các phản ứng lạ Ea cao. Đây là rào cản gen đặc trưng cho một trong những đặc điểm chính của quá trình sinh hóa.
Tốc độ của hầu hết các phản ứng hóa học đều tăng khi nhiệt độ tăng. Vì nồng độ chất phản ứng thực tế không phụ thuộc vào nhiệt độ nên theo phương trình động học của phản ứng, ảnh hưởng chính của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng là thông qua sự thay đổi hằng số tốc độ phản ứng. Khi nhiệt độ tăng, năng lượng của các hạt va chạm tăng và khả năng xảy ra biến đổi hóa học trong quá trình va chạm cũng tăng.
Sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nhiệt độ có thể được đặc trưng bởi hệ số nhiệt độ.
Dữ liệu thực nghiệm về ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ của nhiều phản ứng hóa học ở nhiệt độ thường (273–373 K), trong khoảng nhiệt độ nhỏ, cho thấy rằng tăng nhiệt độ lên 10 độ sẽ làm tăng tốc độ phản ứng lên 2-4 lần (van quy tắc Hoff).
Theo Van't Hoff- hệ số nhiệt độ của hằng số tốc độ(hệ số van't Hoff)là tốc độ phản ứng tăng khi nhiệt độ tăng 10độ.
(4.63)
ở đâu và là hằng số tốc độ ở nhiệt độ và ; - hệ số nhiệt độ của tốc độ phản ứng.
Khi nhiệt độ tăng lên bằng N chục độ thì tỉ số giữa các hằng số tốc độ sẽ bằng
Ở đâu N có thể là số nguyên hoặc phân số.
Quy tắc Van't Hoff là một quy tắc gần đúng. Nó được áp dụng trong phạm vi nhiệt độ hẹp, vì hệ số nhiệt độ thay đổi theo nhiệt độ.
Sự phụ thuộc chính xác hơn của hằng số tốc độ phản ứng vào nhiệt độ được biểu thị bằng phương trình Arrhenius bán thực nghiệm
trong đó A là hệ số tiền mũ không phụ thuộc vào nhiệt độ mà chỉ được xác định bởi loại phản ứng; E – năng lượng hoạt hóa của phản ứng hóa học. Năng lượng kích hoạt có thể được biểu diễn dưới dạng năng lượng ngưỡng nhất định đặc trưng cho chiều cao của hàng rào năng lượng đối với đường phản ứng. Năng lượng kích hoạt cũng không phụ thuộc vào nhiệt độ.
Sự phụ thuộc này được cài đặt trong cuối thế kỷ XIX V. Nhà khoa học người Hà Lan Arrhenius cho các phản ứng hóa học cơ bản.
Năng lượng kích hoạt trực tiếp ( E 1) và ngược lại ( E 2) phản ứng gắn liền với hiệu ứng nhiệt của phản ứng D N tỷ lệ (xem hình 1):
E 1 – E 2 = D N.
Nếu phản ứng thu nhiệt và D N> 0 thì E 1 >E 2 và năng lượng hoạt hóa của phản ứng thuận lớn hơn năng lượng hoạt hóa của phản ứng nghịch. Nếu phản ứng tỏa nhiệt thì E 1 < Е 2 .
Phương trình Arrhenius (101) ở dạng vi phân có thể được viết:
Theo phương trình, năng lượng kích hoạt E càng cao thì tốc độ phản ứng tăng theo nhiệt độ càng nhanh.
Tách các biến k Và T và, xem xét E giá trị không đổi, sau khi lấy tích phân phương trình (4.66) ta thu được:
Cơm. 5. đồ thị ln k–1/T.
, (4.67)
trong đó A là hệ số tiền mũ có thứ nguyên của hằng số tốc độ. Nếu phương trình này đúng thì trên đồ thị tọa độ các điểm thực nghiệm nằm trên một đường thẳng hợp với trục hoành một góc a và độ dốc() bằng nhau, cho phép tính năng lượng hoạt hóa của một phản ứng hóa học từ sự phụ thuộc của hằng số tốc độ vào nhiệt độ theo phương trình.
Năng lượng kích hoạt của một phản ứng hóa học có thể được tính từ hằng số tốc độ ở hai nhiệt độ khác nhau bằng phương trình
. (4.68)
Đạo hàm lý thuyết của phương trình Arrhenius được thực hiện cho các phản ứng cơ bản. Nhưng kinh nghiệm cho thấy phần lớn các phản ứng phức tạp cũng tuân theo phương trình này. Tuy nhiên, đối với các phản ứng phức tạp, năng lượng kích hoạt và hệ số tiền mũ trong phương trình Arrhenius không có ý nghĩa vật lý cụ thể.
Phương trình Arrhenius (4.67) cho phép chúng ta đưa ra mô tả thỏa đáng vòng tròn lớn phản ứng xảy ra ở khoảng nhiệt độ hẹp.
Để mô tả sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nhiệt độ, phương trình Arrhenius sửa đổi cũng được sử dụng
,
(4.69)
đã bao gồm ba tham số : MỘT, E Và N.
Phương trình (4.69) được sử dụng rộng rãi cho các phản ứng xảy ra trong dung dịch. Đối với một số phản ứng, sự phụ thuộc của hằng số tốc độ phản ứng vào nhiệt độ khác với sự phụ thuộc đã nêu ở trên. Ví dụ, trong phản ứng bậc ba, hằng số tốc độ giảm khi nhiệt độ tăng. Trong các phản ứng dây chuyền tỏa nhiệt, hằng số tốc độ phản ứng tăng mạnh ở nhiệt độ trên một giới hạn nhất định (nổ nhiệt).
4.5.1. Ví dụ về giải quyết vấn đề
Ví dụ 1. Hằng số tốc độ của một phản ứng nhất định thay đổi khi nhiệt độ tăng như sau: t 1 = 20°C;
k 1 = 2,76 10 -4 phút. -1; t 2 = 50 0 C; k 2 = 137,4 10 -4 phút. -1 Xác định hệ số nhiệt độ của hằng số tốc độ của một phản ứng hóa học.
Giải pháp. Quy tắc Van't Hoff cho phép bạn tính hệ số nhiệt độ của hằng số tốc độ bằng cách sử dụng hệ thức
g N= =2 ¸ 4, trong đó N = = =3;
g 3 = =49,78 g = 3,68
Ví dụ 2. Sử dụng quy tắc Van't Hoff, tính nhiệt độ phản ứng sẽ kết thúc sau 15 phút, nếu ở nhiệt độ 20 0 C thì phản ứng sẽ kết thúc sau 120 phút. Hệ số nhiệt độ của tốc độ phản ứng là 3.
Giải pháp. Rõ ràng hơn ít thời gian hơn tiến trình phản ứng ( t), hằng số tốc độ phản ứng càng lớn:
3N = 8, N ln3 = ln8, n== .
Nhiệt độ để phản ứng xảy ra sau 15 phút là:
20 + 1,9×10 = 39 0 C.
Ví dụ 3. Hằng số tốc độ phản ứng xà phòng hóa etyl axetat dung dịch kiềm ở nhiệt độ 282,4 K bằng 2,37 l 2 /mol 2 phút. , và ở nhiệt độ 287,40 K nó bằng 3,2 l 2 /mol 2 phút. Tìm ở nhiệt độ nào hằng số tốc độ của phản ứng này là 4?
Giải pháp.
1. Biết giá trị của hằng số tốc độ ở hai nhiệt độ, có thể tìm được năng lượng hoạt hóa của phản ứng:
= 
= 40,8 kJ/mol.
2. Biết giá trị năng lượng kích hoạt, từ phương trình Arrhenius
,
Câu hỏi và nhiệm vụ để tự kiểm soát.
1.Những đại lượng nào được gọi là thông số “Arrhenius”?
2. Cần có dữ liệu thực nghiệm tối thiểu nào để tính năng lượng hoạt hóa của một phản ứng hóa học?
3. Chứng tỏ hệ số nhiệt độ của hằng số tốc độ phụ thuộc vào nhiệt độ.
4. Có sai lệch nào so với phương trình Arrhenius không? Làm thế nào chúng ta có thể mô tả sự phụ thuộc của hằng số tốc độ vào nhiệt độ trong trường hợp này?
Động học của các phản ứng phức tạp
Các phản ứng, theo quy luật, không diễn ra thông qua sự tương tác trực tiếp của tất cả các hạt ban đầu với sự chuyển đổi trực tiếp của chúng thành sản phẩm phản ứng, mà bao gồm một số giai đoạn cơ bản. Điều này chủ yếu áp dụng cho các phản ứng trong đó, theo phương trình cân bằng hóa học của chúng, có nhiều hơn ba hạt tham gia. Tuy nhiên, ngay cả các phản ứng của hai hoặc một hạt cũng thường không tuân theo cơ chế hai phân tử hoặc đơn phân tử đơn giản mà hơn thế nữa. cách khó khăn, nghĩa là thông qua một loạt các giai đoạn cơ bản.
Phản ứng được gọi là phức tạp nếu việc tiêu thụ nguyên liệu ban đầu và hình thành sản phẩm phản ứng xảy ra qua một số giai đoạn cơ bản, có thể xảy ra đồng thời hoặc tuần tự. Hơn nữa, một số giai đoạn diễn ra với sự tham gia của các chất không phải là chất ban đầu cũng như sản phẩm phản ứng (chất trung gian).
Như một ví dụ về phản ứng phức tạp, hãy xem xét quá trình clo hóa ethylene để tạo thành dichloroethane. Tương tác trực tiếp phải xảy ra thông qua phức hợp kích hoạt bốn thành viên, bao gồm việc vượt qua hàng rào năng lượng cao. Tốc độ của quá trình như vậy là thấp. Nếu các nguyên tử được hình thành trong một hệ thống bằng cách này hay cách khác (ví dụ, dưới tác dụng của ánh sáng), thì quá trình này có thể tuân theo cơ chế dây chuyền. Một nguyên tử có thể dễ dàng gắn vào liên kết đôi với sự hình thành gốc tự do - . Gốc tự do này có thể dễ dàng tách một nguyên tử ra khỏi phân tử để tạo thành sản phẩm cuối cùng, dẫn đến sự tái sinh của một nguyên tử tự do.
Kết quả của hai giai đoạn này là một phân tử và một phân tử được chuyển đổi thành phân tử sản phẩm - và nguyên tử được tái sinh tương tác với phân tử ethylene tiếp theo. Cả hai giai đoạn đều có năng lượng kích hoạt thấp và lộ trình này đảm bảo phản ứng diễn ra nhanh chóng. Có tính đến khả năng tái kết hợp của các nguyên tử tự do và các gốc tự do sơ đồ hoàn chỉnh quá trình có thể được viết là:
Bất chấp sự đa dạng của chúng, các phản ứng phức tạp có thể được rút gọn thành sự kết hợp của một số loại phản ứng phức tạp, cụ thể là phản ứng song song, tuần tự và nối tiếp.
Hai giai đoạn đó được gọi là nhất quán, nếu hạt hình thành ở giai đoạn này là hạt ban đầu ở giai đoạn khác. Ví dụ: trong sơ đồ trên, giai đoạn đầu tiên và thứ hai diễn ra tuần tự:
.
Hai giai đoạn đó được gọi là song song, nếu các hạt giống nhau tham gia như các hạt ban đầu trong cả hai. Ví dụ, trong sơ đồ phản ứng, giai đoạn thứ tư và thứ năm diễn ra song song:
Hai giai đoạn đó được gọi là chuỗi song song, nếu chúng song song với một hạt và nhất quán với hạt kia trong số các hạt tham gia vào các giai đoạn này.
Một ví dụ về các giai đoạn song song nối tiếp là giai đoạn thứ hai và thứ tư của sơ đồ phản ứng này.
ĐẾN tính năng đặc trưng Các dấu hiệu sau đây cho thấy phản ứng diễn ra theo cơ chế phức tạp:
Sự không phù hợp của thứ tự phản ứng và hệ số cân bằng hóa học;
Sự thay đổi thành phần của sản phẩm tùy thuộc vào nhiệt độ, nồng độ ban đầu và các điều kiện khác;
Tăng tốc hoặc làm chậm quá trình bằng cách thêm một lượng nhỏ chất vào hỗn hợp phản ứng;
Ảnh hưởng của vật liệu và kích thước của bình đến tốc độ phản ứng, v.v.
Trong phân tích động học của các phản ứng phức tạp, nguyên tắc độc lập được sử dụng: “Nếu một số phản ứng đơn giản xảy ra đồng thời trong một hệ thì tiên đề chính động học hóa họcáp dụng cho từng người trong số họ như thể phản ứng này là duy nhất.” Nguyên tắc này cũng có thể được phát biểu như sau: “Giá trị của hằng số tốc độ của một phản ứng cơ bản không phụ thuộc vào việc các phản ứng cơ bản khác có xảy ra đồng thời trong một hệ thống nhất định hay không”.
Nguyên tắc độc lập có giá trị đối với hầu hết các phản ứng xảy ra theo cơ chế phức tạp, nhưng không phổ biến, vì có những phản ứng trong đó một số phản ứng đơn giản ảnh hưởng đến diễn biến của các phản ứng khác (ví dụ, phản ứng kép.)
Quan trọng khi nghiên cứu các phản ứng hóa học phức tạp có một nguyên tắc khả năng đảo ngược vi mô hoặc số dư chi tiết:
nếu ở quá trình phức tạp trạng thái cân bằng hóa học được thiết lập thì tốc độ của phản ứng thuận và phản ứng nghịch phải bằng nhau ở từng giai đoạn cơ bản.
Trường hợp phổ biến nhất của phản ứng phức tạp là trường hợp phản ứng tiến hành qua một số giai đoạn đơn giản xảy ra với ở tốc độ khác nhau. Sự khác biệt về tốc độ dẫn đến thực tế là động học của việc thu được sản phẩm phản ứng có thể được xác định theo định luật của một phản ứng duy nhất. Ví dụ, đối với các phản ứng song song, tốc độ của toàn bộ quá trình được xác định bởi tốc độ của giai đoạn nhanh nhất và đối với các phản ứng tuần tự - chậm nhất. Do đó, khi phân tích động học của các phản ứng song song có sự chênh lệch đáng kể về hằng số, tốc độ của giai đoạn chậm có thể bỏ qua, còn khi phân tích phản ứng tuần tự thì không cần xác định tốc độ của phản ứng nhanh.
Trong các phản ứng tuần tự, phản ứng chậm nhất được gọi là hạn chế. Giai đoạn giới hạn có hằng số tốc độ nhỏ nhất.
Nếu các giá trị của hằng số tốc độ của các giai đoạn riêng lẻ của một phản ứng phức tạp gần nhau thì cần thiết phân tích đầy đủ toàn bộ sơ đồ động học.
Việc đưa ra khái niệm giai đoạn xác định tốc độ trong nhiều trường hợp đã đơn giản hóa khía cạnh toán học của việc xem xét các hệ thống như vậy và giải thích thực tế là đôi khi động học của các phản ứng phức tạp, nhiều giai đoạn được mô tả rõ ràng. phương trình đơn giản, ví dụ, đơn hàng đầu tiên.
Từ những cân nhắc về mặt định tính, rõ ràng là tốc độ phản ứng sẽ tăng khi nhiệt độ tăng, bởi vì Đồng thời, năng lượng của các hạt va chạm tăng lên và khả năng xảy ra biến đổi hóa học trong va chạm cũng tăng lên. Để mô tả một cách định lượng các hiệu ứng nhiệt độ trong động học hóa học, hai mối quan hệ chính được sử dụng - quy tắc Van't Hoff và phương trình Arrhenius.
Quy tắc Van't Hoff là khi đun nóng lên 10 o C thì tốc độ của hầu hết các phản ứng hóa học đều tăng từ 2 đến 4 lần. Về mặt toán học, điều này có nghĩa là tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nhiệt độ theo định luật lũy thừa:
, (4.1)
đâu là hệ số nhiệt độ của tốc độ (= 24). Quy tắc Van't Hoff rất thô và chỉ áp dụng được trong một phạm vi nhiệt độ rất hạn chế.
Chính xác hơn nhiều là phương trình Arrhenius, mô tả sự phụ thuộc nhiệt độ của hằng số tốc độ:
, (4.2)
Ở đâu R- hằng số khí phổ quát; MỘT- hệ số tiền mũ, không phụ thuộc vào nhiệt độ mà chỉ được xác định bởi loại phản ứng; E A - năng lượng kích hoạt, có thể được mô tả như một năng lượng ngưỡng nhất định: nói một cách đại khái, nếu năng lượng của các hạt va chạm nhỏ hơn E A thì khi va chạm phản ứng sẽ không xảy ra nếu năng lượng vượt quá E A, phản ứng sẽ xảy ra. Năng lượng kích hoạt không phụ thuộc vào nhiệt độ.
Sự phụ thuộc về mặt đồ họa k(T) trông như thế này:
Tại nhiệt độ thấp phản ứng hóa học khó xảy ra: k(T) 0. Ở nhiệt độ rất cao, hằng số tốc độ tiến tới một giá trị giới hạn: k(T)MỘT. Điều này tương ứng với thực tế là tất cả các phân tử đều hoạt động hóa học và mọi va chạm đều dẫn đến phản ứng.
Năng lượng kích hoạt có thể được xác định bằng cách đo hằng số tốc độ ở hai nhiệt độ. Từ phương trình (4.2) suy ra:
. (4.3)
Chính xác hơn, năng lượng kích hoạt được xác định từ các giá trị của hằng số tốc độ ở một số nhiệt độ. Để làm điều này, phương trình Arrhenius (4.2) được viết dưới dạng logarit
và ghi lại dữ liệu thực nghiệm theo tọa độ ln k - 1/T. Tiếp tuyến của góc nghiêng của đường thẳng thu được bằng - E A / R.
Đối với một số phản ứng, hệ số tiền lũy thừa phụ thuộc rất ít vào nhiệt độ. Trong trường hợp này, cái gọi là năng lượng kích hoạt có kinh nghiệm:
. (4.4)
Nếu hệ số tiền mũ không đổi thì năng lượng kích hoạt thực nghiệm bằng năng lượng kích hoạt Arrhenius: E op = E A.
Ví dụ 4-1. Sử dụng phương trình Arrhenius, ước tính nhiệt độ và năng lượng kích hoạt mà quy tắc Van't Hoff là hợp lệ.
Giải pháp. Hãy tưởng tượng quy tắc Van't Hoff (4.1) là sự phụ thuộc định luật lũy thừa của hằng số tốc độ:
,
Ở đâu B - không thay đổi. Chúng ta hãy so sánh biểu thức này với phương trình Arrhenius (4.2), lấy giá trị ~ cho hệ số vận tốc nhiệt độ e = 2.718:
.
Hãy lấy logarit tự nhiên cả hai vế của đẳng thức gần đúng này:
.
Sau khi phân biệt mối quan hệ thu được với nhiệt độ, chúng ta tìm thấy mối liên hệ mong muốn giữa năng lượng kích hoạt và nhiệt độ:
Nếu năng lượng kích hoạt và nhiệt độ thỏa mãn mối quan hệ này thì có thể sử dụng quy tắc Van't Hoff để đánh giá ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng.
Ví dụ 4-2. Phản ứng bậc 1 ở nhiệt độ 70 o C hoàn thành 40% trong 60 phút. Ở nhiệt độ nào thì phản ứng sẽ hoàn thành 80% trong 120 phút nếu năng lượng hoạt hóa là 60 kJ/mol?
Giải pháp. Đối với phản ứng bậc một, hằng số tốc độ được biểu thị theo mức độ chuyển đổi như sau:
,
trong đó a = x/Một- mức độ chuyển hóa Chúng ta hãy viết phương trình này ở hai nhiệt độ có tính đến phương trình Arrhenius:
Ở đâu E A= 60 kJ/mol, T 1 = 343 K, t 1 = 60 phút, a 1 = 0,4, t 2 = 120 phút, a 2 = 0,8. Hãy chia phương trình này cho phương trình khác và lấy logarit:
Thay các giá trị trên vào biểu thức này, ta tìm được T 2 = 333 K = 60 o C.
Ví dụ 4-3. Tốc độ thủy phân cơ cá của vi khuẩn tăng gấp đôi khi chuyển từ nhiệt độ -1,1 o C đến nhiệt độ +2,2 o C. Hãy ước tính năng lượng hoạt hóa của phản ứng này.
Giải pháp. Tốc độ thủy phân tăng lên 2 lần là do hằng số tốc độ tăng: k 2 = 2k 1. Năng lượng kích hoạt liên quan đến hằng số tốc độ ở hai nhiệt độ có thể được xác định từ phương trình (4.3) với T 1 = t 1 + 273,15 = 272,05 K, T 2 = t 2 + 273,15 = 275,35 K:
130800 J/mol = 130,8 kJ/mol.
4-1. Sử dụng quy tắc Van't Hoff, tính nhiệt độ phản ứng sẽ kết thúc sau 15 phút, nếu ở 20 o C thì phản ứng diễn ra trong 2 giờ.
4-2. Chu kỳ bán rã của chất này ở 323 K là 100 phút và ở 353 K là 15 phút. Xác định hệ số nhiệt độ của tốc độ.(đáp án)
4-3. Năng lượng kích hoạt phải bằng bao nhiêu để tốc độ phản ứng tăng gấp 3 lần khi nhiệt độ tăng 10 0 C a) ở 300 K; b) ở 1000 K? (câu trả lời)
4-4. Phản ứng bậc 1 có năng lượng hoạt hóa là 25 kcal/mol và hệ số tiền mũ là 5. 10 13 giây -1 . Ở nhiệt độ nào thì chu kỳ bán rã của phản ứng này là: a) 1 phút; b) 30 ngày? (câu trả lời)
4-5. Trong hai trường hợp, tốc độ phản ứng nào tăng không đổi số lớn hơn lần: khi đun nóng từ 0 o C đến 10 o C hay khi đun nóng từ 10 o C đến 20 o C? Chứng minh câu trả lời của bạn bằng phương trình Arrhenius (câu trả lời)
4-6. Năng lượng hoạt hóa của phản ứng này lớn hơn năng lượng hoạt hóa của phản ứng khác 1,5 lần. Khi đun nóng từ T 1 đến T 2 hằng số tốc độ của phản ứng thứ hai tăng thêm Một một lần. Hằng số tốc độ của phản ứng thứ nhất tăng bao nhiêu lần khi đun nóng từ T 1 đến T 2?(trả lời)
4-7. Hằng số tốc độ của một phản ứng phức tạp được biểu thị dưới dạng hằng số tốc độ của các giai đoạn cơ bản như sau:
Biểu diễn năng lượng hoạt hóa và hệ số tiền mũ của phản ứng phức bằng các đại lượng tương ứng liên quan đến các giai đoạn cơ bản.(đáp án)
4-8. Trong phản ứng bậc 1 không thuận nghịch trong 20 phút ở 125 o C, mức độ chuyển hóa của chất ban đầu là 60%, và ở 145 o C mức độ chuyển hóa tương tự đạt được trong 5,5 phút. Tìm hằng số tốc độ và năng lượng hoạt hóa của phản ứng này.(câu trả lời)
4-9. Phản ứng bậc 1 ở nhiệt độ 25 o C hoàn thành 30% trong 30 phút. Ở nhiệt độ nào thì phản ứng sẽ hoàn thành 60% trong 40 phút nếu năng lượng kích hoạt là 30 kJ/mol?
4-10. Phản ứng bậc 1 ở nhiệt độ 25 o C hoàn thành 70% trong 15 phút. Ở nhiệt độ nào thì phản ứng sẽ hoàn thành 50% trong 15 phút nếu năng lượng hoạt hóa là 50 kJ/mol (câu trả lời)
4-11. Hằng số tốc độ phản ứng bậc 1 là 4,02. 10 -4 s -1 ở 393 K và 1,98 . 10 -3 s -1 ở 413 K. Tính hệ số tiền mũ của phản ứng này (câu trả lời)
4-12. Đối với phản ứng H 2 + I 2 2HI, hằng số tốc độ ở nhiệt độ 683 K bằng 0,0659 l/(mol. min), và ở nhiệt độ 716 K - 0,375 l/(mol. min). Tìm năng lượng hoạt hóa của phản ứng này và hằng số tốc độ ở nhiệt độ 700 K.(câu trả lời)
4-13. Đối với phản ứng 2N 2 O 2N 2 + O 2, hằng số tốc độ ở nhiệt độ 986 K là 6,72 l/(mol. min), và ở nhiệt độ 1165 K - 977,0 l/(mol. min). Tìm năng lượng hoạt hóa của phản ứng này và hằng số tốc độ ở nhiệt độ 1053,0 K. (câu trả lời)
4-14. Ion tricloaxetat trong dung môi ion hóa chứa H+ bị phân hủy theo phương trình
H + + CCl 3 COO - CO 2 + CHCl 3
Giai đoạn xác định tốc độ phản ứng là sự phân cắt đơn phân tử của liên kết C-C trong ion trichloroacetate. Phản ứng tiến hành theo thứ tự đầu tiên và hằng số tốc độ có các giá trị sau: k= 3,11. 10 -4 giây -1 ở 90 o C, k= 7,62. 10 -5 s -1 ở 80 o C. Tính a) năng lượng hoạt hóa, b) hằng số tốc độ ở 60 o C. (đáp án)
4-15. Đối với phản ứng CH 3 COOC 2 H 5 + NaOH * CH 3 COONa + C 2 H 5 OH, hằng số tốc độ ở nhiệt độ 282,6 K bằng 2,307 l/(mol. min) và ở nhiệt độ 318,1 K - 21,65 l /(mol phút). Tìm năng lượng hoạt hóa của phản ứng này và hằng số tốc độ ở nhiệt độ 343 K.(câu trả lời)
4-16. Đối với phản ứng C 12 H 22 O 11 + H 2 O C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6 hằng số tốc độ ở nhiệt độ 298,2 K bằng 0,765 l/(mol. min) và ở nhiệt độ là 328,2 K - 35,5 l/(mol phút). Tìm năng lượng hoạt hóa của phản ứng này và hằng số tốc độ ở nhiệt độ 313,2 K.(câu trả lời)
4-17. Chất này phân hủy theo hai đường song song với tốc độ không đổi k 1 và k 2. Sự chênh lệch năng lượng hoạt hóa của hai phản ứng này là bao nhiêu nếu ở 10 o C k 1 /k 2 = 10, và ở 40 o C k 1 /k 2 = 0,1? (câu trả lời)
4-18. Trong hai phản ứng giống nhau, độ chênh lệch năng lượng hoạt hóa là E 2 - E 1 = 40 kJ/mol. Ở nhiệt độ 293 K, tỉ số giữa các hằng số tốc độ là k 1 /k 2 = 2. Ở nhiệt độ nào các hằng số tốc độ trở nên bằng nhau?
4-19. Sự phân hủy axit axeton dicarboxylic trong dung dịch nước là phản ứng bậc nhất. Hằng số tốc độ của phản ứng này được đo ở các nhiệt độ khác nhau:
Tính năng lượng kích hoạt và hệ số tiền mũ. Chu kỳ bán rã ở 25 o C là bao nhiêu?