Chemická kinetika studuje rychlost chemických reakcí a faktory, které ovlivňují rychlost těchto reakcí.
Pomocí níže uvedených otázek si otestujte své znalosti a podívejte se na komentáře k rezolucím.
Otázka 1
Pokud jde o faktory, které ovlivňují rychlost chemické reakce, je NESPRÁVNÉ konstatovat, že:
a) Čím vyšší je koncentrace reaktantů, tím rychlejší je reakce.
b) Čím větší je kontaktní plocha, tím větší je rychlost reakce.
c) Čím vyšší je tlak, tím rychlejší je reakce.
d) Čím vyšší je teplota, tím rychlejší je reakce.
e) Přítomnost katalyzátoru udržuje konstantní rychlost reakce.
Nesprávná alternativa: e) Přítomnost katalyzátoru udržuje konstantní rychlost reakce.
Katalyzátory zvyšují rychlost reakce, protože usnadňují tvorbu aktivovaného komplexu mezi reaktanty.
Díky tomu katalyzátory vytvářejí kratší mechanismus pro vývoj reakce, což způsobuje zvýšení rychlosti.
otázka 2
Podle _____________ musí k tvorbě produktů dojít ke kolizím mezi činidly. Kromě toho existuje dostatek ___________ k rozbití chemických vazeb reaktantů a vytvoření ___________, což je přechodný stav před tvorbou produktů.
Slova, která správně vyplňují mezery, jsou:
a) entalpie, kinetická energie a variace katalyzátoru.
b) teorie srážek, aktivační energie a aktivovaný komplex.
c) rychlost reakce, entalpie a inhibitor.
d) parciální tlak, entropie a substrát.
Správná alternativa: b) teorie srážek, aktivační energie a aktivovaný komplex.
Podle teorie srážek jsou srážky mezi reaktanty nutné k tomu, aby došlo k chemické reakci. Aby byly šoky účinné, musí být látky v příznivé poloze.
Aktivační energie působí jako energetická bariéra, kterou je třeba překonat, aby se rozbily vazby reagujících sloučenin. Čím nižší je aktivační energie, tím rychlejší je reakce.
Aktivovaný komplex je nestabilní meziprodukt vytvořený před produkty.
otázka 3
O katalyzátorech jsou uvedena následující čtyři prohlášení:
I. Katalyzátor pracuje tak, že zvyšuje rychlost reakce, ale nemění její výkon.
II. Při chemické reakci není katalyzátor spotřebován v reakční cestě.
III. Katalyzátory vytvářejí alternativní cestu pro transformaci reaktantů na produkty. K tomu je zapotřebí větší aktivační energie.
IV. Katalyzátor je schopen urychlit reakci pouze dopředu.
Možnosti, které poskytují správné informace o katalyzátorech, jsou:
a) I a II
b) II a III
c) I a IV
d) Vše
Správná alternativa: a) I a II.
Katalyzátory se používají k urychlení chemických reakcí. Reakce za použití katalyzátoru nemění jeho výtěžek, tj. Produkuje se očekávané množství produktu, ale za kratší dobu.
Katalyzátory se během chemické reakce nespotřebovávají, pomáhají při tvorbě aktivovaného komplexu. Katalyzátor lze proto izolovat na konci chemické reakce.
Katalyzátory jsou schopny zkrátit reakční dobu vytvořením alternativního mechanismu pro tvorbu produktů s nižší aktivační energií. Proto reakce probíhá rychleji.
Katalyzátory působí jak v dopředném, tak v opačném směru reakce.
otázka 4
Jak rychle proběhne chemická reakce závisí na:
I. Počet účinných kolizí mezi činidly.
II. Dostatek energie na nové uspořádání atomů.
III. Příznivá orientace molekul.
IV. Tvorba aktivovaného komplexu.
a) I a II
b) II a IV
c) I, II a III
d) I, II, III a IV
Správná alternativa: d) I, II, III a IV.
Efektivní srážky nastávají, když jsou reaktanty v polohách příznivých pro šoky, které podpoří přeskupení atomů.
Aktivační energie musí být dostatečná, aby srážka mezi reaktanty mohla vést k rozbití vazeb a tvorbě aktivovaného komplexu.
Ne všechny kolize mezi reagujícími částicemi způsobují, že reakce proběhla. Orientace, s níž ke kolizi dochází, je důležitá pro vznik produktů.
Aktivovaný komplex je přechodný a nestabilní stav před tvorbou produktů. Vzniká při překročení aktivační energie pro reakci.
otázka 5
Oxid uhličitý je plyn vytvořený reakcí mezi oxidem uhelnatým a kyslíkovými plyny podle níže uvedené chemické rovnice.
CO(G) + ½2 (g) → CO2 (g)
S vědomím, že za 5 minut reakce bylo spotřebováno 2,5 mol CO, jaká je rychlost vývoje reakce podle spotřeby O2?
a) 0,2 mol. min-1
b) 1,5 mol. min-1
c) 2,0 mol. min-1
d) 0,25 mol. min-1
Správná alternativa: d) 0,25 mol. min-1
Abychom mohli odpovědět na tuto otázku, musíme se podívat na chemickou rovnici.
CO(G) + ½2 (g) → CO2 (g)
Všimněte si, že 1 mol oxidu uhelnatého reaguje s ½ molem kyslíku za vzniku 1 molu oxidu uhličitého.
Množství uvedené v prohlášení se týká oxidu uhelnatého, ale odpověď musí být vyjádřena jako kyslík. Za tímto účelem musíme provést pravidlo tří a najít množství kyslíku.
1 mol CO - ½ mol O2
2,5 mol CO - x O2
x = 1,25 mol
Nyní použijeme hodnoty ve vzorci pro rychlost vývoje reakce.
Proto je rychlost vývoje reakce s ohledem na kyslík 0,25 mol.min-1.
otázka 6
Všimněte si grafického znázornění vývoje hypotetické chemické reakce, která souvisí s energií a reakční cestou.
Zkontrolujte alternativu, která správně nahrazuje (1), (2), (3) a (4).
a) substráty, uvolněné teplo, maximální energetický stav a konec reakce.
b) činidla, aktivační energie, aktivovaný komplex a produkty.
c) reaktanty, kinetická energie, katalyzátor a substráty.
d) reaktanty, absorbované teplo, tepelná energie a produkty.
Správná alternativa: b) činidla, aktivační energie, aktivovaný komplex a produkty.
Zobrazený graf je endotermické reakce, to znamená, že existuje absorpce energie pro reakci.
Vy činidla (1) jsou na začátku grafu a aktivační energie (2) odpovídá rozdílu mezi energií uloženou v reaktantech a v komplex aktivován (3). Nakonec, po absolvování přechodného stavu, vznik produkty (4).
Reaktanty proto potřebují překonat aktivační energii, aby přeuspořádaly své atomy do mezilehlé struktury nazývané aktivovaný komplex, aby mohly produkty vzniknout.
otázka 7
Látka A je schopna se rozložit a stát se látkou B. Sledujte vývoj této reakce na obrázku níže.
O rychlosti reakce můžeme říci, že:
a) Látka A se rozkládá mezi 0 a 15 s rychlostí 0,35 mol.s-1.
b) Látka A se rozkládá mezi 15 a 30 s rychlostí 0,02 mol.s-1.
c) Látka A se rozkládá mezi 0 a 15 s rychlostí 0,04 mol.s-1.
d) Látka A se rozkládá mezi 15 a 30 s rychlostí 0,03 mol.s-1.
Správná alternativa: d) Látka A se rozkládá mezi 15 a 30 s rychlostí 0,03 mol.s-1.
Rychlost rozkladu látky A lze vypočítat podle vzorce:
Počítáme rychlost reakce z hlediska látky A mezi danými intervaly.
Rozsah mezi 0 a 15:
Rozsah mezi 15 a 30:
Alternativa d je tedy správná, protože látka A se rozkládá mezi 15 a 30 s rychlostí 0,03 mol.s.-1.
otázka 8
Zvažte následující hypotetickou reakci.
aA + bB → cC + dD
Všimněte si níže uvedených změn v koncentraci A a C.
| Čas | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Spotřeba A (mol / L) | 7,5 | 6,0 | 4,5 | 3,0 | 2,5 | 1,0 |
| Tvorba C (mol / L) | 0 | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 |
Jaká je na základě informací uvedených v otázce míra spotřeby A a míra tvorby C v intervalu mezi 5 a 25 minutami?
a) 0,3 mol. L-1.s-1 a 0,1 mol. L-1.s-1
b) - 0,1 mol. L-1.s-1 a 0,3 mol. L-1.s-1
c) - 0,25 mol. L-1.s-1 a 0,1 mol. L-1.s-1
d) 0,1 mol. L-1.s-1 a 0,3 mol. L-1.s-1
Správná alternativa: c) - 0,25 mol. L-1.s-1 a 0,1 mol. L-1.s-1.
Míra spotřeby:
Míra tréninku C:
Proto se v reakci A spotřebovává rychlostí 0,25 mol.s-1, takže její hodnota je záporná, zatímco B se tvoří rychlostí 0,1 mol. L-1.s-1.
Přečtěte si také:
- Chemická kinetika
- termochemie
- Chemická rovnováha
- Chemické reakce
