Kemisk kinetik studerer hastigheden af kemiske reaktioner og de faktorer, der påvirker hastigheden af disse reaktioner.
Brug nedenstående spørgsmål til at teste din viden og tjek kommentarerne til beslutningerne.
Spørgsmål 1
Med hensyn til de faktorer, der påvirker hastigheden af en kemisk reaktion, er det forkert at anføre, at:
a) Jo større koncentrationen af reaktanter er, jo større er reaktionshastigheden.
b) Jo større kontaktfladen er, jo større er reaktionshastigheden.
c) Jo højere tryk, jo hurtigere er reaktionen.
d) Jo højere temperaturen er, jo hurtigere bliver reaktionen.
e) Tilstedeværelsen af en katalysator holder reaktionshastigheden konstant.
Forkert alternativ: e) Tilstedeværelsen af en katalysator holder reaktionshastigheden konstant.
Katalysatorer øger reaktionshastigheden, da de letter dannelsen af det aktiverede kompleks mellem reaktanterne.
Med dette skaber katalysatorerne en kortere mekanisme for reaktionens udvikling, hvilket får hastigheden til at stige.
spørgsmål 2
I henhold til _____________ skal der forekomme effektive kollisioner mellem reagenserne til dannelse af produkterne. Derudover er der nok ___________ til at bryde de kemiske bindinger af reaktanterne og danne en ___________, som er en mellemliggende tilstand før dannelsen af produkter.
De ord, der korrekt udfylder de tomme felter, er henholdsvis:
a) entalpi, kinetisk energi og katalysatorvariation.
b) kollisionsteori, aktiveringsenergi og aktiveret kompleks.
c) reaktionshastighed, entalpi og inhibitor.
d) partialtryk, entropi og substrat.
Korrekt alternativ: b) kollisionsteori, aktiveringsenergi og aktiveret kompleks.
Ifølge kollisionsteorien er kollisionerne mellem reaktanterne nødvendige for at der skal ske en kemisk reaktion. Til dette skal stofferne være i en gunstig position for at stødene skal være effektive.
Aktiveringsenergi fungerer som en energibarriere, der skal overvindes for at bryde bindingerne af reagerende forbindelser. Jo lavere aktiveringsenergi, jo hurtigere er reaktionen.
Det aktiverede kompleks er en ustabil mellemart dannet før produkterne.
spørgsmål 3
Følgende fire udsagn fremsættes om katalysatorer:
JEG. En katalysator fungerer ved at øge hastigheden på en reaktion, men den ændrer ikke dens ydeevne.
II. I en kemisk reaktion forbruges katalysatoren ikke i reaktionsvejen.
III. Katalysatorer skaber en alternativ rute til omdannelse af reaktanter til produkter. Til dette er der behov for større aktiveringsenergi.
IV. Katalysatoren er kun i stand til at fremskynde reaktionen i fremadgående retning.
De muligheder, der præsenterer korrekte oplysninger om katalysatorer, er:
a) I og II
b) II og III
c) I og IV
d) Alt
Korrekt alternativ: a) I og II.
Katalysatorer bruges til at fremskynde kemiske reaktioner. Reaktionen ved anvendelse af katalysatoren ændrer ikke dets udbytte, dvs. den forventede mængde af produktet produceres, men på kortere tid.
Katalysatorer forbruges ikke under den kemiske reaktion, de hjælper med dannelsen af det aktiverede kompleks. Derfor kan en katalysator udvindes ved afslutningen af den kemiske reaktion.
Katalysatorer er i stand til at reducere reaktionstiden ved at skabe en alternativ mekanisme til dannelse af produkter med lavere aktiveringsenergi. Derfor sker reaktionen hurtigere.
Katalysatorer handler både fremad og i omvendt retning af reaktionen.
spørgsmål 4
Hvor hurtigt en kemisk reaktion finder sted, afhænger af:
JEG. Antal effektive kollisioner mellem reagenser.
II. Nok energi til at omarrangere atomerne.
III. Gunstig orientering af molekyler.
IV. Dannelse af et aktiveret kompleks.
a) I og II
b) II og IV
c) I, II og III
d) I, II, III og IV
Korrekt alternativ: d) I, II, III og IV.
Effektive kollisioner opstår, når reaktanterne er i positioner, der er gunstige for stød, hvilket vil fremme omlejring af atomer.
Aktiveringsenergien skal være tilstrækkelig til, at kollisionen mellem reaktanterne resulterer i brud på bindinger og dannelsen af det aktiverede kompleks.
Ikke alle sammenstød mellem reagerende partikler får reaktionen til at finde sted. Den orientering, hvormed kollisionen finder sted, er vigtig for dannelsen af produkterne.
Det aktiverede kompleks er en mellemliggende og ustabil tilstand før dannelsen af produkter. Det oprettes, når aktiveringsenergien til reaktionen overskrides.
spørgsmål 5
Kuldioxid er en gas dannet ved reaktionen mellem kulilte og iltgasser i henhold til nedenstående kemiske ligning.
CO(g) + ½2 (g) → CO2 (g)
Ved at vide, at der i løbet af 5 minutters reaktion blev forbrugt 2,5 mol CO, hvad er hastigheden for reaktionens udvikling i henhold til forbruget af 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
Korrekt alternativ: d) 0,25 mol. min-1
For at besvare dette spørgsmål skal vi se på den kemiske ligning.
CO(g) + ½2 (g) → CO2 (g)
Bemærk, at 1 mol kulilte reagerer med ½ mol ilt til dannelse af 1 mol kuldioxid.
Mængden i erklæringen henviser til kulilte, men svaret skal være i form af ilt. Til dette skal vi udføre en regel på tre og finde mængden af ilt.
1 mol CO - ½ mol O2
2,5 mol CO - x af O2
x = 1,25 mol
Nu anvender vi værdierne i formlen for reaktionsudviklingshastigheden.
Derfor er hastigheden for reaktionsudvikling med hensyn til ilt 0,25 mol.min-1.
spørgsmål 6
Bemærk den grafiske gengivelse af udviklingen af en hypotetisk kemisk reaktion, der relaterer energi og reaktionsvej.
Kontroller alternativet, der erstatter henholdsvis (1), (2), (3) og (4) korrekt.
a) substrater, frigivet varme, maksimal energitilstand og reaktionens afslutning.
b) reagenser, aktiveringsenergi, aktiveret kompleks og produkter.
c) reaktanter, kinetisk energi, katalysator og substrater.
d) reaktanter, absorberet varme, termisk energi og produkter.
Korrekt alternativ: b) reagenser, aktiveringsenergi, aktiveret kompleks og produkter.
Den viste graf er af en endoterm reaktion, det vil sige, at der er energiabsorption for reaktionen at forekomme.
Du reagenser (1) er i begyndelsen af grafen og aktiveringsenergi (2) svarer til forskellen mellem den energi, der er lagret i reaktanterne og i kompleks aktiveret (3). Endelig, efter at have passeret den mellemliggende tilstand, dannelsen af Produkter (4).
Derfor er reaktanterne nødt til at overvinde aktiveringsenergien for at omarrangere deres atomer i en mellemstruktur kaldet et aktiveret kompleks for at produkterne skal dannes.
spørgsmål 7
Stof A er i stand til at nedbrydes og blive stof B. Overhold udviklingen af denne reaktion i nedenstående billede.
Med hensyn til reaktionshastighed kan vi sige, at:
a) Stof A nedbrydes mellem 0 og 15 s med en hastighed på 0,35 mol.s-1.
b) Stof A nedbrydes mellem 15 og 30 s med en hastighed på 0,02 mol.s-1.
c) Stof A nedbrydes mellem 0 og 15 s med en hastighed på 0,04 mol.s-1.
d) Stof A nedbrydes mellem 15 og 30 s med en hastighed på 0,03 mol.s-1.
Korrekt alternativ: d) Substans A nedbrydes mellem 15 og 30 s med en hastighed på 0,03 mol.s-1.
Nedbrydningshastigheden af stof A kan beregnes ved hjælp af formlen:
Lad os beregne reaktionshastigheden i form af stof A mellem de givne intervaller.
Område mellem 0 og 15:
Område mellem 15 og 30:
Derfor er alternativ d korrekt, da stof A nedbrydes mellem 15 og 30 s med en hastighed på 0,03 mol.s.-1.
spørgsmål 8
Overvej følgende hypotetiske reaktion.
aA + bB → cC + dD
Bemærk variationen i koncentrationen af A og C nedenfor.
| Tid (er) | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Forbrug af A (mol / l) | 7,5 | 6,0 | 4,5 | 3,0 | 2,5 | 1,0 |
| Dannelse af C (mol / l) | 0 | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 |
Baseret på oplysningerne i spørgsmålet, hvad er henholdsvis forbrugshastigheden for A og dannelseshastigheden for C i intervallet mellem 5 og 25 minutter?
a) 0,3 mol. L-1.s-1 og 0,1 mol. L-1.s-1
b) - 0,1 mol. L-1.s-1 og 0,3 mol. L-1.s-1
c) - 0,25 mol. L-1.s-1 og 0,1 mol. L-1.s-1
d) 0,1 mol. L-1.s-1 og 0,3 mol. L-1.s-1
Korrekt alternativ: c) - 0,25 mol. L-1.s-1 og 0,1 mol. L-1.s-1.
En forbrugsrate:
C træningsrate:
Derfor forbruges A i reaktionen med en hastighed på 0,25 mol.s-1, så dens værdi er negativ, mens B dannes med en hastighed på 0,1 mol. L-1.s-1.
Læs også:
- Kemisk kinetik
- termokemi
- Kemisk balance
- Kemiske reaktioner
