Oefeningen over chemische kinetiek

Chemische kinetiek bestudeert de snelheid van chemische reacties en de factoren die de snelheid van die reacties beïnvloeden.

Gebruik de onderstaande vragen om uw kennis te testen en bekijk de opmerkingen over de resoluties.

vraag 1

Met betrekking tot de factoren die de snelheid van een chemische reactie beïnvloeden, is het ONJUIST om te stellen dat:

a) Hoe hoger de concentratie van reactanten, hoe sneller de reactie.
b) Hoe groter het contactoppervlak, hoe groter de reactiesnelheid.
c) Hoe hoger de druk, hoe sneller de reactie.
d) Hoe hoger de temperatuur, hoe sneller de reactie.
e) De aanwezigheid van een katalysator houdt de reactiesnelheid constant.

Zie antwoord

Verkeerd alternatief: e) De aanwezigheid van een katalysator houdt de reactiesnelheid constant.

Katalysatoren verhogen de reactiesnelheid, omdat ze de vorming van het geactiveerde complex tussen de reactanten vergemakkelijken.

Hiermee creëren de katalysatoren een korter mechanisme om de reactie te ontwikkelen, waardoor de snelheid toeneemt.

vraag 2

Volgens _____________ moeten effectieve botsingen plaatsvinden tussen de reagentia voor de vorming van de producten. Bovendien is er genoeg ___________ om de chemische bindingen van de reactanten te verbreken en een ___________ te vormen, wat een tussentoestand is voorafgaand aan de vorming van producten.

De woorden die de lege plekken correct invullen zijn respectievelijk:

a) enthalpie, kinetische energie en katalysatorvariatie.
b) botsingstheorie, activeringsenergie en geactiveerd complex.
c) reactiesnelheid, enthalpie en remmer.
d) partiële druk, entropie en substraat.

Zie antwoord

Correct alternatief: b) botsingstheorie, activeringsenergie en geactiveerd complex.

Volgens de botsingstheorie zijn de botsingen tussen de reactanten nodig om een ​​chemische reactie te laten plaatsvinden. Hiervoor moeten de stoffen zich in een gunstige positie bevinden om de schokken effectief te laten zijn.

Activeringsenergie fungeert als een energiebarrière die moet worden overwonnen om de bindingen van reagerende verbindingen te verbreken. Hoe lager de activeringsenergie, hoe sneller de reactie.

Het geactiveerde complex is een onstabiele tussenvorm die vóór de producten is gevormd.

vraag 3

Over katalysatoren worden de volgende vier uitspraken gedaan:

IK. Een katalysator werkt door de snelheid van een reactie te verhogen, maar verandert niets aan de prestatie ervan.
II. Bij een chemische reactie wordt de katalysator niet verbruikt in het reactiepad.
III. Katalysatoren creëren een alternatieve route om reactanten om te zetten in producten. Hiervoor is meer activeringsenergie nodig.
IV. De katalysator kan de reactie alleen in voorwaartse richting versnellen.

De opties die correcte informatie geven over katalysatoren zijn:

a) I en II
b) II en III
c) I en IV
d) Alle

Zie antwoord

Correct alternatief: a) I en II.

Katalysatoren worden gebruikt om chemische reacties te versnellen. De reactie met behulp van de katalysator verandert de opbrengst niet, dat wil zeggen dat de verwachte hoeveelheid van het product wordt geproduceerd, maar in minder tijd.

Katalysatoren worden niet verbruikt tijdens de chemische reactie, ze helpen bij de vorming van het geactiveerde complex. Daarom kan aan het einde van de chemische reactie een katalysator worden teruggewonnen.

Katalysatoren kunnen de reactietijd verkorten door een alternatief mechanisme te creëren voor de vorming van producten met een lagere activeringsenergie. Daarom vindt de reactie sneller plaats.

Katalysatoren werken zowel in de voorwaartse als in de omgekeerde richting van de reactie.

vraag 4

Hoe snel een chemische reactie plaatsvindt, hangt af van:

IK. Aantal effectieve botsingen tussen reagentia.
II. Genoeg energie om de atomen te herschikken.
III. Gunstige oriëntatie van moleculen.
IV. Vorming van een geactiveerd complex.

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

Zie antwoord

Correct alternatief: d) I, II, III en IV.

Effectieve botsingen treden op wanneer de reactanten zich in posities bevinden die gunstig zijn voor schokken, wat de herschikking van atomen zal bevorderen.

De activeringsenergie moet voldoende zijn om ervoor te zorgen dat de botsing tussen de reactanten leidt tot het verbreken van bindingen en de vorming van het geactiveerde complex.

Niet alle botsingen tussen reagerende deeltjes zorgen ervoor dat de reactie plaatsvindt. De oriëntatie waarmee de botsing plaatsvindt is van belang voor het ontstaan ​​van de producten.

Het geactiveerde complex is een tussenliggende en onstabiele toestand vóór de vorming van producten. Het ontstaat wanneer de activeringsenergie voor de reactie wordt overschreden.

vraag 5

Kooldioxide is een gas dat wordt gevormd door de reactie tussen koolmonoxide en zuurstofgassen, volgens de onderstaande chemische vergelijking.

CO_(g) + de_2(g) → CO_2(g)

Wetende dat in 5 minuten reactie 2,5 mol CO werd verbruikt, wat is de ontwikkelingssnelheid van de reactie volgens het verbruik van 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

Zie antwoord

Correct alternatief: d) 0,25 mol. min^-1

Om deze vraag te beantwoorden moeten we kijken naar de chemische vergelijking.

CO_(g) + de_2(g) → CO_2(g)

Merk op dat 1 mol koolmonoxide reageert met ½ mol zuurstof om 1 mol kooldioxide te vormen.

De hoeveelheid in de verklaring verwijst naar koolmonoxide, maar het antwoord moet in termen van zuurstof zijn. Hiervoor moeten we een regel van drie uitvoeren en de hoeveelheid zuurstof vinden.

1 mol CO - ½ mol O₂

2,5 mol CO - x van O₂

x = 1,25 mol

Nu passen we de waarden in de formule toe voor de reactiesnelheid.

Daarom is de snelheid van reactie-ontwikkeling met betrekking tot zuurstof 0,25 mol.min^-1.

vraag 6

Let op de grafische weergave van de ontwikkeling van een hypothetische chemische reactie, die betrekking heeft op energie en reactiepad.

Controleer het alternatief dat respectievelijk (1), (2), (3) en (4) correct vervangt.

a) substraten, vrijgekomen warmte, maximale energietoestand en einde van de reactie.
b) reagentia, activeringsenergie, geactiveerd complex en producten.
c) reactanten, kinetische energie, katalysator en substraten.
d) reactanten, geabsorbeerde warmte, thermische energie en producten.

Zie antwoord

Correct alternatief: b) reagentia, activeringsenergie, geactiveerd complex en producten.

De getoonde grafiek is van een endotherme reactie, dat wil zeggen, er is energieabsorptie om de reactie te laten plaatsvinden.

U reagentia (1) staan ​​aan het begin van de grafiek en de activeringsenergie (2) komt overeen met het verschil tussen de energie opgeslagen in de reactanten en in de complex geactiveerd (3). Eindelijk, na het passeren van de tussentoestand, de vorming van producten (4).

Daarom moeten de reactanten de activeringsenergie overwinnen om hun atomen te herschikken in een tussenstructuur die een geactiveerd complex wordt genoemd, zodat de producten zich kunnen vormen.

vraag 7

Stof A kan ontbinden en stof B worden. Bekijk de ontwikkeling van deze reactie in de onderstaande afbeelding.

Wat betreft de reactiesnelheid kunnen we zeggen dat:

a) Stof A ontleedt tussen 0 en 15 s met een snelheid van 0,35 mol.s^-1.
b) Stof A ontleedt tussen 15 en 30 s met een snelheid van 0,02 mol.s^-1.
c) Stof A ontleedt tussen 0 en 15 s met een snelheid van 0,04 mol.s^-1.
d) Stof A ontleedt tussen 15 en 30 s met een snelheid van 0,03 mol.s^-1.

Zie antwoord

Correct alternatief: d) Stof A ontleedt tussen 15 en 30 s met een snelheid van 0,03 mol.s-1.

De ontledingssnelheid van stof A kan worden berekend met de formule:

Laten we de reactiesnelheid berekenen in termen van stof A tussen de gegeven intervallen.

Bereik tussen 0 en 15:

Bereik tussen 15 en 30:

Daarom is alternatief d correct, aangezien stof A tussen 15 en 30 s ontleedt met een snelheid van 0,03 mol.s.^-1.

vraag 8

Beschouw de volgende hypothetische reactie.

aA + bB → cC + dD

Let op de variatie in de concentratie van A en C hieronder.

Keer)	0	5	10	15	20	25
Verbruik van A (mol/L)	7,5	6,0	4,5	3,0	2,5	1,0
Vorming van C (mol/L)	0	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5

Wat is, op basis van de informatie in de vraag, respectievelijk de consumptiesnelheid van A en de vormingssnelheid van C in het interval tussen 5 en 25 minuten?

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

Zie antwoord

Correct alternatief: c) - 0,25 mol. L^-1.s^-1 en 0,1 mol. L^-1.s^-1.

Een verbruikstarief:

C training tarief:

Daarom wordt A in de reactie verbruikt met een snelheid van 0,25 mol.s-1, dus de waarde is negatief, terwijl B wordt gevormd met een snelheid van 0,1 mol. L^-1.s^-1.

Lees ook:

• Chemische kinetica
• thermochemie
• Chemische balans
• Chemische reacties