სავარჯიშოები ქიმიურ კინეტიკაზე

ქიმიური კინეტიკა შეისწავლის ქიმიური რეაქციების სიჩქარეს და იმ ფაქტორებს, რომლებიც გავლენას ახდენენ ამ რეაქციების სიჩქარეზე.

გამოიყენეთ ქვემოთ მოცემული კითხვები თქვენი ცოდნის შესამოწმებლად და გადახედეთ კომენტარებს რეზოლუციებზე.

კითხვა 1

იმ ფაქტორებთან დაკავშირებით, რომლებიც გავლენას ახდენენ ქიმიური რეაქციის სიჩქარეზე, არასწორია იმის თქმა, რომ:

ა) რაც მეტია რეაქტიული ნივთიერებების კონცენტრაცია, მით მეტია რეაქციის სიჩქარე.
ბ) რაც უფრო დიდია საკონტაქტო ზედაპირი, მით მეტია რეაქციის სიჩქარე.
გ) რაც უფრო მაღალია წნევა, მით უფრო სწრაფია რეაქცია.
დ) რაც უფრო მაღალია ტემპერატურა, მით უფრო სწრაფია რეაქცია.
ე) კატალიზატორის არსებობა მუდმივად ინარჩუნებს რეაქციის სიჩქარეს.

იხილეთ პასუხი

არასწორი ალტერნატივა: ე) კატალიზატორის არსებობა მუდმივად ინარჩუნებს რეაქციის სიჩქარეს.

კატალიზატორები ზრდის რეაქციის სიჩქარეს, რადგან ისინი ხელს უწყობენ რეაქტიულ ნივთიერებებს შორის გააქტიურებული კომპლექსის წარმოქმნას.

ამით კატალიზატორები ქმნიან რეაქციის განვითარების უფრო მოკლე მექანიზმს, რაც იწვევს სიჩქარის ზრდას.

კითხვა 2

_____________ თანახმად, პროდუქტების წარმოქმნის მიზნით რეაგენტებს შორის უნდა მოხდეს ეფექტური შეჯახება. გარდა ამისა, საკმარისია ___________, რომ დაანგრიოს რეაქტიული ნივთიერებების ქიმიური ბმები და წარმოქმნას ___________, რომელიც შუალედური მდგომარეობაა პროდუქტების წარმოქმნამდე.

შესაბამისად, სიტყვები, რომლებიც სწორად ავსებს ცარიელ მხარეებს, არის:

ა) ენთალპია, კინეტიკური ენერგია და კატალიზატორის ცვალებადობა.
ბ) შეჯახების თეორია, აქტივაციის ენერგია და აქტივირებული კომპლექსი.
გ) რეაქციის სიჩქარე, ენტალპია და ინჰიბიტორი.
დ) ნაწილობრივი წნევა, ენტროპია და სუბსტრატი.

იხილეთ პასუხი

სწორი ალტერნატივა: ბ) შეჯახების თეორია, აქტივაციის ენერგია და აქტივირებული კომპლექსი.

შეჯახების თეორიის თანახმად, რეაქტორებს შორის შეჯახება აუცილებელია ქიმიური რეაქციის წარმოსადგენად. ამისათვის ნივთიერებები უნდა იყოს ხელსაყრელ მდგომარეობაში დარტყმების ეფექტურობისთვის.

აქტივაციის ენერგია მოქმედებს, როგორც ენერგეტიკული ბარიერი, რომელიც უნდა გადალახოს რეაგირებადი ნაერთების ობლიგაციების გასაქრობად. რაც უფრო დაბალია აქტივაციის ენერგია, მით უფრო სწრაფია რეაქცია.

გააქტიურებული კომპლექსი არის არასტაბილური შუალედური სახეობა, რომელიც წარმოიქმნება პროდუქტამდე.

კითხვა 3

შემდეგი ოთხი განცხადება გაკეთებულია კატალიზატორების შესახებ:

ᲛᲔ. კატალიზატორი მუშაობს რეაქციის სიჩქარის გაზრდით, მაგრამ მისი მუშაობის შეცვლით.
II ქიმიური რეაქციის დროს კატალიზატორი არ იხმარება რეაქციის გზაზე.
III კატალიზატორები ქმნიან რეაქტორების პროდუქტებად გარდაქმნის ალტერნატიულ გზას. ამისათვის საჭიროა მეტი აქტივაციის ენერგია.
IV კატალიზატორს მხოლოდ რეაქციის დაჩქარება შეუძლია წინსვლის მიმართულებით.

ვარიანტები, რომლებიც წარმოადგენენ სწორ ინფორმაციას კატალიზატორების შესახებ, არის:

ა) I და II
ბ) II და III
გ) I და IV
დ) ყველა

იხილეთ პასუხი

სწორი ალტერნატივა: ა) I და II.

კატალიზატორებს იყენებენ ქიმიური რეაქციების დასაჩქარებლად. კატალიზატორის გამოყენებით რეაქცია არ ცვლის მის მოსავლიანობას, ანუ იწარმოება პროდუქტის მოსალოდნელი რაოდენობა, მაგრამ ნაკლებ დროში.

კატალიზატორები არ მოიხმარენ ქიმიური რეაქციის დროს, ისინი ხელს უწყობენ გააქტიურებული კომპლექსის ფორმირებას. ამიტომ, კატალიზატორი შეიძლება აღდგეს ქიმიური რეაქციის ბოლოს.

კატალიზატორებს შეუძლიათ შეამცირონ რეაქციის დრო, ქვედა აქტივაციის ენერგიის მქონე პროდუქტების წარმოქმნის ალტერნატიული მექანიზმის შექმნით. ამიტომ, რეაქცია უფრო სწრაფად ხდება.

კატალიზატორები მოქმედებენ როგორც რეაქციის წინა, ისე უკუ მიმართულებით.

კითხვა 4

რამდენად სწრაფად მოხდება ქიმიური რეაქცია, დამოკიდებულია:

ᲛᲔ. რეაგენტებს შორის ეფექტური შეჯახებების რაოდენობა.
II საკმარისი ენერგია ატომების გადალაგებისათვის.
III მოლეკულების ხელსაყრელი ორიენტაცია.
IV გააქტიურებული კომპლექსის ფორმირება.

ა) I და II
ბ) II და IV
გ) I, II და III
დ) I, II, III და IV

იხილეთ პასუხი

სწორი ალტერნატივა: დ) I, II, III და IV.

ეფექტური შეჯახება ხდება მაშინ, როდესაც რეაქტიული ნივთიერებები შოკისთვის ხელსაყრელ პოზიციებში არიან, რაც ხელს შეუწყობს ატომების განლაგებას.

აქტივაციის ენერგია უნდა იყოს საკმარისი იმისათვის, რომ რეაქტორებს შორის შეჯახება გამოიწვიოს კავშირების გაწყვეტასა და გააქტიურებული კომპლექსის წარმოქმნას.

რეაქციულ ნაწილაკებს შორის ყველა შეჯახება არ იწვევს რეაქციის წარმოქმნას. ორიენტაცია, რომელთანაც ხდება შეჯახება, მნიშვნელოვანია პროდუქტების წარმოქმნისთვის.

გააქტიურებული კომპლექსი შუალედური და არასტაბილური მდგომარეობაა პროდუქტების წარმოქმნამდე. ის იქმნება რეაქციის აქტივაციის ენერგიის გადაჭარბებისას.

კითხვა 5

ნახშირორჟანგი არის გაზი, რომელიც წარმოიქმნება ნახშირბადის მონოქსიდსა და ჟანგბადის გაზებს შორის რეაქციით, ქვემოთ მოცემული ქიმიური განტოლების შესაბამისად.

კომპანია_(ზ) +_{2 (გ)} → CO_{2 (გ)}

იმის ცოდნა, რომ რეაქციის 5 წუთში 2.5 მოლი CO დაიხარჯა, რამდენია რეაქციის განვითარების სიჩქარე O– ს მოხმარების მიხედვით₂?

ა) 0.2 მოლი. წთ^-1
ბ) 1.5 მოლი. წთ^-1
გ) 2.0 მოლი. წთ^-1
დ) 0,25 მოლი. წთ^-1

იხილეთ პასუხი

სწორი ალტერნატივა: დ) 0,25 მოლი. წთ^-1

ამ კითხვაზე პასუხის გასაცემად უნდა დავაკვირდეთ ქიმიურ განტოლებას.

კომპანია_(ზ) +_{2 (გ)} → CO_{2 (გ)}

გაითვალისწინეთ, რომ ნახშირბადის მონოქსიდის 1 მოლი რეაგირებს ½ მოლ ჟანგბადთან და ქმნის 1 მოლ ნახშირორჟანგს.

განცხადებაში მოცემული რაოდენობა ეხება ნახშირბადის მონოქსიდს, მაგრამ პასუხი უნდა იყოს ჟანგბადის თვალსაზრისით. ამისთვის უნდა შევასრულოთ სამი წესი და ვიპოვოთ ჟანგბადის რაოდენობა.

1 მოლი CO - ½ მოლი O₂

2.5 მოლი CO - x O₂

x = 1,25 მოლი

ახლა ჩვენ ვიყენებთ მნიშვნელობებს რეაქციის განვითარების სიჩქარის ფორმულაში.

ამიტომ, ჟანგბადთან მიმართებაში რეაქციის განვითარების სიჩქარეა 0,25 მოლი.წუთი^-1.

კითხვა 6

გაითვალისწინეთ ჰიპოთეტური ქიმიური რეაქციის განვითარების გრაფიკული გამოსახულება, რომელიც უკავშირდება ენერგიასა და რეაქციის გზას.

შეამოწმეთ ალტერნატივა, რომელიც შესაბამისად ცვლის (1), (2), (3) და (4).

ა) სუბსტრატები, გამოყოფილი სითბო, ენერგიის მაქსიმალური მდგომარეობა და რეაქციის დასასრული.
ბ) რეაგენტები, აქტივაციის ენერგია, აქტივირებული კომპლექსი და პროდუქტები.
გ) რეაქტივები, კინეტიკური ენერგია, კატალიზატორი და სუბსტრატები.
დ) რეაქტივები, შთანთქმული სითბო, თერმული ენერგია და პროდუქტები.

იხილეთ პასუხი

სწორი ალტერნატივა: ბ) რეაგენტები, აქტივაციის ენერგია, აქტივირებული კომპლექსი და პროდუქტები.

ნაჩვენები გრაფიკი არის ენდოთერმული რეაქცია, ანუ არსებობს ენერგიის შეწოვა, რომ რეაქცია მოხდეს.

შენ რეაგენტები (1) გრაფიკის დასაწყისშია და აქტივაციის ენერგია (2) შეესაბამება სხვაობას რეაქტიულ ნივთიერებებში და კომპლექსი გააქტიურებულია (3). დაბოლოს, შუალედური მდგომარეობის გავლის შემდეგ, ჩამოყალიბება პროდუქტები (4).

ამიტომ, რეაქტორებმა უნდა გადალახონ აქტივაციის ენერგია, რომ ატომები გადალაგონ შუალედურ სტრუქტურაში, რომელსაც აქტივირებულ კომპლექსს უწოდებენ, პროდუქტების წარმოქმნის მიზნით.

კითხვა 7

A ნივთიერებას შეუძლია დაანგრიოს და გახდეს B ნივთიერება. დააკვირდით ამ რეაქციის განვითარებას ქვემოთ მოცემულ სურათზე.

რეაქციის სიჩქარესთან დაკავშირებით შეგვიძლია ვთქვათ, რომ:

ა) A ნივთიერება იშლება 0-დან 15 წმ-მდე 0.35 მოლი.წ. სიჩქარით^-1.
ბ) A ნივთიერება იშლება 15-დან 30 წმ-მდე 0,02 მოლი წმ-ის სიჩქარით^-1.
გ) A ნივთიერება იშლება 0-დან 15 წმ-მდე 0,04 მოლი.ს სიჩქარით^-1.
დ) A ნივთიერება იშლება 15-დან 30 წმ-მდე 0,03 მოლ.სით სიჩქარით^-1.

იხილეთ პასუხი

სწორი ალტერნატივა: დ) A ნივთიერება იშლება 15-დან 30 წმ-მდე 0,03 მოლი.ს -1 სიჩქარით.

A ნივთიერების დაშლის სიჩქარე შეიძლება გამოითვალოს ფორმულით:

გამოთვალეთ რეაქციის სიჩქარე მოცემული ინტერვალების მიხედვით A ნივთიერების მიხედვით.

დიაპაზონი 0-დან 15-მდე:

დიაპაზონი 15-დან 30-მდე:

ამიტომ, ალტერნატიული d სწორია, რადგან A ნივთიერება იშლება 15 – დან 30 წმ – მდე 0,03 მოლი.ს სიჩქარით.^-1.

კითხვა 8

განვიხილოთ შემდეგი ჰიპოთეტური რეაქცია.

aA + bB → cC + dD

ქვემოთ გაითვალისწინეთ A და C კონცენტრაციის ვარიაცია.

დრო	0	5	10	15	20	25
A (მოლ / ლ) მოხმარება	7,5	6,0	4,5	3,0	2,5	1,0
C (მოლ / ლ) წარმოქმნა	0	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5

კითხვაში მოცემული ინფორმაციის საფუძველზე, რა არის, შესაბამისად, A– ს მოხმარების სიჩქარე და C– ის წარმოქმნის სიჩქარე 5 – დან 25 წთ – მდე ინტერვალში?

ა) 0,3 მოლი. ლ^-1.ს^-1 და 0,1 მოლი. ლ^-1.ს^-1
ბ) - 0,1 მოლი. ლ^-1.ს^-1 და 0,3 მოლი. ლ^-1.ს^-1
გ) - 0,25 მოლი. ლ^-1.ს^-1 და 0,1 მოლი. ლ^-1.ს^-1
დ) 0,1 მოლი. ლ^-1.ს^-1 და 0,3 მოლი. ლ^-1.ს^-1

იხილეთ პასუხი

სწორი ალტერნატივა: გ) - 0,25 მოლი. ლ^-1.ს^-1 და 0,1 მოლი. ლ^-1.ს^-1.

მოხმარების მაჩვენებელი:

C ტრენინგის მაჩვენებელი:

ამიტომ, რეაქციის დროს, A მოიხმარება 0,25 მოლი.ს -1 სიჩქარით, ამიტომ მისი მნიშვნელობა უარყოფითია, ხოლო B წარმოიქმნება 0,1 მოლი სიჩქარით. ლ^-1.ს^-1.

წაიკითხე შენც:

• ქიმიური კინეტიკა
• თერმოქიმია
• ქიმიური ბალანსი
• Ქიმიური რეაქციები