Vježbe iz kemijske kinetike

Kemijska kinetika proučava brzinu kemijskih reakcija i čimbenike koji utječu na brzinu tih reakcija.

Upotrijebite pitanja u nastavku da biste provjerili svoje znanje i provjerili komentare na rezolucije.

Pitanje 1

Što se tiče čimbenika koji utječu na brzinu kemijske reakcije, NIJE TOČNO tvrditi da:

a) Što je veća koncentracija reaktanata, reakcija je brža.
b) Što je veća površina kontakta, to je veća brzina reakcije.
c) Što je pritisak veći, reakcija je brža.
d) Što je temperatura viša, reakcija je brža.
e) Prisutnost katalizatora održava brzinu reakcije konstantnom.

Pogledajte Odgovor

Neispravna alternativa: e) Prisutnost katalizatora održava brzinu reakcije konstantnom.

Katalizatori povećavaju brzinu reakcije, jer olakšavaju stvaranje aktiviranog kompleksa između reaktanata.

Ovim katalizatori stvaraju kraći mehanizam za razvoj reakcije, uzrokujući povećanje brzine.

pitanje 2

Prema _____________, mora doći do učinkovitih sudara između reagensa za stvaranje proizvoda. Uz to, ima dovoljno ___________ da razbije kemijske veze reaktanata i tvori ___________, što je međustanje prije stvaranja proizvoda.

Riječi koje ispravno popunjavaju prazna mjesta su:

a) entalpija, varijacije kinetičke energije i katalizatora.
b) teorija sudara, energija aktivacije i aktivirani kompleks.
c) brzina reakcije, entalpija i inhibitor.
d) parcijalni tlak, entropija i podloga.

Pogledajte Odgovor

Ispravna alternativa: b) teorija sudara, energija aktivacije i aktivirani kompleks.

Prema teoriji sudara, sudari između reaktanata neophodni su da bi došlo do kemijske reakcije. Zbog toga tvari moraju biti u povoljnom položaju da bi šokovi bili učinkoviti.

Energija aktivacije djeluje kao energetska barijera koju treba prevladati da bi se prekinule veze reakcijskih spojeva. Što je energija aktivacije niža, reakcija je brža.

Aktivirani kompleks je nestabilna srednja vrsta nastala prije proizvoda.

pitanje 3

O katalizatorima se daju sljedeće četiri izjave:

Ja Katalizator djeluje povećavajući brzinu reakcije, ali to ne mijenja njegove performanse.
II. U kemijskoj reakciji katalizator se ne troši na putu reakcije.
III. Katalizatori stvaraju alternativni put za pretvaranje reaktanata u proizvode. Za to je potrebna veća energija aktivacije.
IV. Katalizator je u stanju ubrzati reakciju samo u smjeru naprijed.

Opcije koje predstavljaju točne informacije o katalizatorima su:

a) I i II
b) II i III
c) I i IV
d) Svi

Pogledajte Odgovor

Ispravna alternativa: a) I i II.

Katalizatori se koriste za ubrzavanje kemijskih reakcija. Reakcija korištenjem katalizatora ne mijenja njegov prinos, odnosno, očekuje se proizvedena količina proizvoda, ali za manje vremena.

Katalizatori se ne troše tijekom kemijske reakcije, oni pomažu u stvaranju aktiviranog kompleksa. Stoga se katalizator može dobiti na kraju kemijske reakcije.

Katalizatori su u stanju smanjiti vrijeme reakcije stvaranjem alternativnog mehanizma za stvaranje proizvoda s nižom energijom aktivacije. Stoga se reakcija događa brže.

Katalizatori djeluju i u naprijed i u obrnutom smjeru reakcije.

pitanje 4

Koliko brzo se odvija kemijska reakcija ovisi o:

Ja Broj učinkovitih sudara između reagensa.
II. Dovoljno energije za preslagivanje atoma.
III. Povoljna orijentacija molekula.
IV. Stvaranje aktiviranog kompleksa.

a) I i II
b) II i IV
c) I, II i III
d) I, II, III i IV

Pogledajte Odgovor

Ispravna alternativa: d) I, II, III i IV.

Do učinkovitih sudara dolazi kada su reaktanti na položajima povoljnim za udare, što će pospješiti preuređenje atoma.

Energija aktivacije mora biti dovoljna da sudar između reaktanata rezultira pucanjem veza i stvaranjem aktiviranog kompleksa.

Nisu svi sudari između čestica koje reagiraju uzrokuju reakciju. Orijentacija s kojom dolazi do sudara važna je za nastajanje proizvoda.

Aktivirani kompleks je srednje i nestabilno stanje prije stvaranja proizvoda. Stvara se kada se premaši energija aktivacije reakcije.

5. pitanje

Ugljični dioksid je plin koji nastaje reakcijom između ugljičnog monoksida i plinova kisika, u skladu s kemijskom jednadžbom u nastavku.

CO_(g) + ½_{2 (g)} → CO_{2 (g)}

Znajući da je u 5 minuta reakcije potrošeno 2,5 mola CO, kolika je brzina razvoja reakcije prema potrošnji 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

Pogledajte Odgovor

Točna alternativa: d) 0,25 mol. min^-1

Da bismo odgovorili na ovo pitanje, moramo pogledati kemijsku jednadžbu.

CO_(g) + ½_{2 (g)} → CO_{2 (g)}

Imajte na umu da 1 mol ugljičnog monoksida reagira s ½ mola kisika i tvori 1 mol ugljičnog dioksida.

Količina navedena u izjavi odnosi se na ugljični monoksid, ali odgovor mora biti u smislu kisika. Za to moramo izvršiti pravilo tri i pronaći količinu kisika.

1 mol CO - ½ mol O₂

2,5 mol CO - x O₂

x = 1,25 mol

Sada primjenjujemo vrijednosti u formuli za brzinu razvoja reakcije.

Stoga je brzina razvoja reakcije s obzirom na kisik 0,25 mol.min^-1.

pitanje 6

Obratite pažnju na grafički prikaz razvoja hipotetske kemijske reakcije koja povezuje energiju i put reakcije.

Provjerite alternativu koja ispravno zamjenjuje (1), (2), (3) i (4).

a) podloge, oslobođena toplina, maksimalno energetsko stanje i kraj reakcije.
b) reagensi, energija aktivacije, aktivirani kompleks i proizvodi.
c) reaktanti, kinetička energija, katalizator i podloge.
d) reaktanti, apsorbirana toplina, toplinska energija i proizvodi.

Pogledajte Odgovor

Ispravna alternativa: b) reagensi, energija aktivacije, aktivirani kompleks i proizvodi.

Prikazani graf je endotermne reakcije, odnosno postoji apsorpcija energije da bi se reakcija mogla dogoditi.

Vas reagensi (1) nalaze se na početku grafikona i energija aktivacije (2) odgovara razlici između energije pohranjene u reaktantima i u aktivirani kompleks (3). Konačno, nakon što je prošlo srednje stanje, formiranje proizvoda (4).

Zbog toga reaktanti trebaju nadvladati energiju aktivacije kako bi preuredili svoje atome u srednju strukturu koja se naziva aktivirani kompleks kako bi proizvodi nastali.

pitanje 7

Tvar A se može razgraditi i postati tvar B. Promatrajte razvoj ove reakcije na donjoj slici.

Što se tiče brzine reakcije, možemo reći da:

a) Tvar A se raspada između 0 i 15 s brzinom od 0,35 mol.s^-1.
b) Tvar A se razlaže između 15 i 30 s brzinom od 0,02 mol.s^-1.
c) Tvar A se raspada između 0 i 15 s brzinom od 0,04 mol.s^-1.
d) Tvar A se raspada između 15 i 30 s brzinom od 0,03 mol.s^-1.

Pogledajte Odgovor

Ispravna alternativa: d) Tvar A se razlaže između 15 i 30 s brzinom od 0,03 mol.s-1.

Brzina razgradnje tvari A može se izračunati formulom:

Izračunajmo brzinu reakcije u smislu tvari A između danih intervala.

Raspon između 0 i 15:

Raspon između 15 i 30:

Stoga je alternativa d točna, jer se tvar A razlaže između 15 i 30 s brzinom od 0,03 mol.s.^-1.

pitanje 8

Razmotrimo sljedeću hipotetsku reakciju.

aA + bB → cC + dD

Obratite pažnju na varijacije u koncentraciji A i C u nastavku.

Vrijeme (a)	0	5	10	15	20	25
Potrošnja A (mol / L)	7,5	6,0	4,5	3,0	2,5	1,0
Stvaranje C (mol / L)	0	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5

Na temelju podataka danih u pitanju, kolika je brzina potrošnje A i brzina stvaranja C u intervalu između 5 i 25 minuta?

a) 0,3 mol. L^-1.s^-1 i 0,1 mol. L^-1.s^-1
b) - 0,1 mol. L^-1.s^-1 i 0,3 mol. L^-1.s^-1
c) - 0,25 mol. L^-1.s^-1 i 0,1 mol. L^-1.s^-1
d) 0,1 mol. L^-1.s^-1 i 0,3 mol. L^-1.s^-1

Pogledajte Odgovor

Točna alternativa: c) - 0,25 mol. L^-1.s^-1 i 0,1 mol. L^-1.s^-1.

Stopa potrošnje:

C stopa treninga:

Stoga se u reakciji A troši brzinom od 0,25 mol.s-1, pa je njegova vrijednost negativna, dok B nastaje brzinom od 0,1 mol. L^-1.s^-1.

Pročitajte i vi:

• Kemijska kinetika
• termokemija
• Kemijska ravnoteža
• Kemijske reakcije