Cheminės kinetikos pratimai

Cheminė kinetika tiria cheminių reakcijų greitį ir veiksnius, turinčius įtakos tų reakcijų greičiui.

Pasinaudokite toliau pateiktais klausimais, kad patikrintumėte savo žinias ir peržiūrėtumėte rezoliucijų komentarus.

Klausimas 1

Kalbant apie veiksnius, turinčius įtakos cheminės reakcijos greičiui, NETEISINGA teigti, kad:

a) Kuo didesnė reagentų koncentracija, tuo greitesnė reakcija.
b) Kuo didesnis kontaktinis paviršius, tuo didesnis reakcijos greitis.
c) Kuo didesnis slėgis, tuo greitesnė reakcija.
d) Kuo aukštesnė temperatūra, tuo greitesnė reakcija.
e) Esant katalizatoriui reakcijos greitis išlieka pastovus.

Žr. Atsakymas

Neteisinga alternatyva: e) Esant katalizatoriui reakcijos greitis išlieka pastovus.

Katalizatoriai padidina reakcijos greitį, nes palengvina aktyvuoto komplekso susidarymą tarp reagentų.

Tokiu būdu katalizatoriai sukuria trumpesnį reakcijos vystymosi mechanizmą, dėl kurio padidėja greitis.

2 klausimas

Remiantis _____________, produktams susidaryti tarp reagentų turi būti veiksmingi susidūrimai. Be to, yra pakankamai ___________, kad nutrūktų reaguojančių medžiagų cheminiai ryšiai ir susidarytų ___________, kuri yra tarpinė būsena prieš produktų susidarymą.

Taisykles užpildantys žodžiai yra atitinkamai:

a) entalpija, kinetinė energija ir katalizatoriaus kitimas.
b) susidūrimo teorija, aktyvacijos energija ir aktyvuotas kompleksas.
c) reakcijos greitis, entalpija ir inhibitorius.
d) dalinis slėgis, entropija ir substratas.

Žr. Atsakymas

Teisinga alternatyva: b) susidūrimo teorija, aktyvacijos energija ir aktyvuotas kompleksas.

Pagal susidūrimo teoriją susidūrimai tarp reagentų yra būtini, kad įvyktų cheminė reakcija. Tam medžiagos turi būti palankioje padėtyje, kad smūgiai būtų veiksmingi.

Aktyvinimo energija veikia kaip energijos barjeras, kurį reikia įveikti, norint nutraukti reaguojančių junginių ryšius. Kuo mažesnė aktyvacijos energija, tuo greitesnė reakcija.

Aktyvuotas kompleksas yra nestabili tarpinė rūšis, susidariusi prieš produktus.

3 klausimas

Apie katalizatorius pateikiami šie keturi teiginiai:

Aš Katalizatorius veikia didindamas reakcijos greitį, tačiau nekeičia jo veikimo.
II. Vykdant cheminę reakciją, katalizatorius nevartojamas reakcijos kelyje.
III. Katalizatoriai sukuria alternatyvų būdą reagentams paversti produktais. Tam reikalinga didesnė aktyvacijos energija.
IV. Katalizatorius gali pagreitinti reakciją tik pirmyn.

Pasirinkimai, pateikiantys teisingą informaciją apie katalizatorius, yra šie:

a) I ir II
b) II ir III
c) I ir IV
d) Viskas

Žr. Atsakymas

Teisinga alternatyva: a) I ir II.

Katalizatoriai naudojami cheminėms reakcijoms paspartinti. Reakcija naudojant katalizatorių nekeičia jo išeities, tai yra, susidaro numatomas produkto kiekis, bet per trumpesnį laiką.

Katalizatoriai nevartojami cheminės reakcijos metu, jie padeda susidaryti aktyvuotam kompleksui. Todėl cheminės reakcijos pabaigoje katalizatorius gali būti atgautas.

Katalizatoriai sugeba sumažinti reakcijos laiką, sukurdami alternatyvų produktų, turinčių mažesnę aktyvacijos energiją, susidarymo mechanizmą. Todėl reakcija vyksta greičiau.

Katalizatoriai veikia tiek pirmyn, tiek priešinga reakcijos kryptimi.

4 klausimas

Kaip greitai vyksta cheminė reakcija, priklauso nuo:

Aš Efektyvių reagentų susidūrimų skaičius.
II. Užtenka energijos atomų pertvarkymui.
III. Palanki molekulių orientacija.
IV. Suaktyvinto komplekso susidarymas.

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

Žr. Atsakymas

Teisinga alternatyva: d) I, II, III ir IV.

Efektyvūs susidūrimai įvyksta, kai reagentai yra tokiose vietose, kurios yra palankios smūgiams, o tai skatins atomų pertvarką.

Aktyvinimo energijos turi būti pakankamai, kad susidūrimas tarp reagentų nulaužtų ryšius ir susidarytų aktyvuotas kompleksas.

Ne visi susidūrimai tarp reaguojančių dalelių sukelia reakciją. Produktų susidarymui svarbu orientacija, kuria susiduriama.

Aktyvuotas kompleksas yra tarpinė ir nestabili būsena prieš produktų susidarymą. Jis sukuriamas viršijus reakcijos aktyvavimo energiją.

5 klausimas

Anglies dioksidas yra dujos, susidarančios reaguojant tarp anglies monoksido ir deguonies dujų, pagal toliau pateiktą cheminę lygtį.

CO_g) + ½_{2 g)} → CO_{2 g)}

Žinant, kad per 5 reakcijos minutes buvo sunaudota 2,5 mol CO, koks yra reakcijos vystymosi greitis pagal O sunaudojimą₂?

a) 0,2 mol. min^-1
b) 1,5 molio. min^-1
c) 2,0 mol. min^-1
d) 0,25 mol. min^-1

Žr. Atsakymas

Teisinga alternatyva: d) 0,25 mol. min^-1

Norėdami atsakyti į šį klausimą, turime pažvelgti į cheminę lygtį.

CO_g) + ½_{2 g)} → CO_{2 g)}

Atkreipkite dėmesį, kad 1 molis anglies monoksido reaguoja su ½ molio deguonies ir susidaro 1 molis anglies dioksido.

Pareiškime nurodytas kiekis nurodo anglies monoksidą, tačiau atsakymas turi būti pateiktas deguonies atžvilgiu. Tam turime atlikti trijų taisyklę ir surasti deguonies kiekį.

1 mol CO - ½ mol O₂

2,5 mol CO - x O₂

x = 1,25 mol

Dabar formulės reikšmes pritaikome reakcijos vystymosi greičiui.

Todėl reakcijos vystymosi greitis deguonies atžvilgiu yra 0,25 mol.min^-1.

6 klausimas

Atkreipkite dėmesį į hipotetinės cheminės reakcijos, kuri susieja energiją ir reakcijos kelią, raidos grafinį vaizdą.

Patikrinkite alternatyvą, kuri tinkamai pakeičia atitinkamai (1), (2), (3) ir (4).

a) substratai, išsiskyrusi šiluma, maksimali energijos būsena ir reakcijos pabaiga.
b) reagentai, aktyvacijos energija, aktyvuotas kompleksas ir produktai.
c) reagentai, kinetinė energija, katalizatorius ir substratai.
d) reagentai, absorbuota šiluma, šiluminė energija ir produktai.

Žr. Atsakymas

Teisinga alternatyva: b) reagentai, aktyvavimo energija, aktyvuotas kompleksas ir produktai.

Pateiktas grafikas yra endoterminės reakcijos, tai yra, energija absorbuojama, kad įvyktų reakcija.

Tu reagentai (1) yra grafiko pradžioje ir aktyvavimo energija (2) atitinka skirtumą tarp energijos, sukauptos reagentuose ir kompleksas suaktyvintas (3). Galiausiai, perėjus tarpinę būseną, susidaro Produktai (4).

Todėl reagentai turi įveikti aktyvacijos energiją, kad pertvarkytų savo atomus į tarpinę struktūrą, vadinamą aktyvuotu kompleksu, kad susidarytų produktai.

7 klausimas

A medžiaga sugeba suskaidyti ir tapti B medžiaga. Stebėkite šios reakcijos vystymąsi žemiau esančiame paveikslėlyje.

Dėl reakcijos greičio galime pasakyti, kad:

a) Medžiaga A skyla nuo 0 iki 15 s 0,35 mol.s greičiu^-1.
b) A medžiaga suyra tarp 15 ir 30 s greičiu 0,02 mol.s^-1.
c) A medžiaga suyra nuo 0 iki 15 s greičiu 0,04 mol.s^-1.
d) A medžiaga skyla nuo 15 iki 30 s greičiu 0,03 mol.s^-1.

Žr. Atsakymas

Teisinga alternatyva: d) A medžiaga skyla nuo 15 iki 30 s greičiu 0,03 mol.s-1.

Medžiagos A irimo greitį galima apskaičiuoti pagal formulę:

Apskaičiuokime reakcijos greitį pagal medžiagą A tarp nurodytų intervalų.

Diapazonas nuo 0 iki 15:

Diapazonas tarp 15 ir 30:

Todėl alternatyva d yra teisinga, nes medžiaga A skyla nuo 15 iki 30 s greičiu 0,03 mol.s.^-1.

8 klausimas

Apsvarstykite šią hipotetinę reakciją.

aA + bB → cC + dD

Atkreipkite dėmesį į A ir C koncentracijos kitimą žemiau.

Laikai)	0	5	10	15	20	25
A suvartojimas (mol / L)	7,5	6,0	4,5	3,0	2,5	1,0
C susidarymas (mol / l)	0	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5

Remiantis klausime pateikta informacija, koks yra A vartojimo greitis ir C susidarymo greitis intervale tarp 5 ir 25 min?

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

Žr. Atsakymas

Teisinga alternatyva: c) - 0,25 mol. L^-1.s^-1 ir 0,1 mol. L^-1.s^-1.

Vartojimo norma:

C mokymo kursas:

Todėl reakcijoje A sunaudojamas 0,25 mol.s-1 greičiu, todėl jo vertė yra neigiama, o B susidaro 0,1 mol. L^-1.s^-1.

Skaityk ir tu:

• Cheminė kinetika
• termochemija
• Cheminis balansas
• Cheminės reakcijos