kinetyka chemiczna_zadania.pdf

(140 KB) Pobierz
341030347 UNPDF
Chemia Fizyczna, Ěwiczenia rachunkowe
Chemia, semestr IV
(7) Wyznaczanie staÿej szybkoŰci i rzĶdu reakcji chemicznej
1. Badano reakcjĶ przemiany parawodoru w ortowodr w temperaturze 923 K. Zestawione
wyniki podajħ okres poÿowicznej przemiany jako funkcjĶ ciŰnienia poczħtkowego. Oblicz na tej
podstawie rzħd reakcji.
t Đ [min]
50
100
200
400
P pocz [mm Hg] 10,8
7,5
5,3
3,7
2. Reakcja A ɗ B ma minus pierwszy rzħd kinetyczny ze wzglĶdu na substancjĶ A. Oblicz czas,
po ktrym stĶƌenie substratu spadnie do 10% wartoŰci poczħtkowej oraz czas poÿowicznej
przemiany, jeŰli stĶƌenie poczħtkowe wynosiÿo [A] o = 1 M. Po jakim czasie reakcja przebiegnie do
kośca? Staÿa szybkoŰci reakcji wynosi 0,01 M 2 . min -1 .
3. Gazowy cyklopropan ogrzany do temperatury 500 o C izomeryzuje do propenu. Stopieś
konwersji w tej przemianie badano chromatograficznie dla rƌnych ciŰnieś poczħtkowych,
otrzymujħc nastĶpujħce wyniki:
P pocz [Tr] 200 200 400 400 600 600
t [s] 100 200 100 200 100 200
P t [Tr] 186 173 373 347 559 520
gdzie P pocz i P t oznaczajħ odpowiednie ciŰnienie poczħtkowe substratu i jego ciŰnienie po czasie t.
OkreŰl rzħd reakcji i oblicz jej staÿħ szybkoŰci.
4. Jeden gram 238 Th emituje 4700 czħstek ƾ na sekundĶ. Oblicz staÿħ rozpadu oraz czas
poÿowicznego rozpadu tego izotopu.
5. Proces zmydlania octanu etylu ÿugiem sodowym jest reakcjħ dwuczħsteczkowħ drugiego rzĶdu.
ReakcjĶ tĶ badano poprzez oznaczenie iloŰci 0,056 M roztworu kwasu solnego potrzebnego do
zobojĶtnienia 0,1 dm 3 mieszaniny reakcyjnej w zaÿoƌonych odstĶpach czasu. Na podstawie
poniƌszych danych okreŰl staÿħ szybkoŰci tej reakcji.
t [s]
0 290,4 622,2 1690,8
¯
V [mL]
47,65 38,92 32,62 22,58 11,48
6. W czasie biegu reakcji pomiĶdzy rwnowaƌnymi iloŰciami tlenku wĶgla i chloru zgodnie z
rwnaniem: CO (g) + Cl 2,(g) = COCl 2,(g) w 300 K w obecnoŰci katalizatora, zaobserwowano
nastĶpujħce zmniejszenie ciŰnienia caÿkowitego panujħcego w ukÿadzie:
t [s] 0 300 600 900 1260
10 -5 P [Pa] 0,965 0,880 0,820 0,776 0,736
OkreŰl rzħd reakcji i oblicz jej staÿħ szybkoŰci.
341030347.014.png 341030347.015.png 341030347.016.png 341030347.017.png 341030347.001.png 341030347.002.png 341030347.003.png 341030347.004.png 341030347.005.png 341030347.006.png 341030347.007.png 341030347.008.png 341030347.009.png 341030347.010.png 341030347.011.png
Chemia Fizyczna, Ěwiczenia rachunkowe
Chemia, semestr IV
(8) Wyznaczanie staÿej szybkoŰci i rzĶdu reakcji chemicznej (II)
1. Czas poÿowicznego rozpadu (ƿ) izotopu 14 C wynosi 5730 lat. W prbce pobranej z drewnia-
nego eksponatu archeologicznego oznaczono 72% radioaktywnego wĶgla w porwnaniu z prbħ
kontrolnħ (drewno Űwieƌe). OkreŰl wiek badanego przedmiotu.
2. Nitramid (NH 2 NO 2 ) rozkÿada siĶ na podtlenek azotu i parĶ wodnħ. Reakcja rozkÿadu jest
reakcjħ pierwszego rzĶdu. Do buforu octanowego w temperaturze 15 o C dodano 50,0 mg
nitramidu. W ciħgu 70 minut wydzieliÿo siĶ 6,19 mL gazu (w przeliczeniu na gaz suchy w temp.
15 o C). Oblicz czas poÿowicznej przemiany nitramidu w tych warunkach.
3. Dla reakcji typu A = B zachodzħcej w fazie gazowej przy ciŰnieniu poczħtkowym 0,67 Pa czas
poÿowicznej przemiany wynisÿ 648 s, zaŰ przy ciŰnieniu poczħtkowym 1,33 Pa Ï 450 s. OkreŰl
rzħd tej reakcji.
4. Staÿa szybkoŰci reakcji rozpadu N 2 O 5 = N 2 O 4 + ĐO 2 wynosi 4,8 . 10 -4 s -1 . Oblicz czas poÿo-
wicznego rozpadu piĶciotlenku diazotu. Oblicz sumaryczne ciŰnienie gazowej mieszaniny
reakcyjnej po 10 sekundach i po 10 minutach od momentu rozpoczĶcia reakcji, jeŰli poczħtkowo
w zamkniĶtym naczyniu reakcyjnym znajdowaÿ siĶ jedynie N 2 O 5 pod ciŰnieniem 500 hPa.
5. Dla reakcji ClO - + I - = IO - + Cl - przebiegajħcej w Űrodowisku zasadowym w temperaturze
298 K uzyskano nastĶpujħce rezultaty:
[ClO - ] [mol . dm -3 ] [I - ] [mol . dm -3 ] [OH - ] [mol . dm -3 ] 10 4. d[IO - ]/dt [mol . dm -3 . s -1 ]
0,0017
0,0034
0,0017
0,0017
0,0017
0,0017
0,0034
0,0017
1,00
1,00
1,00
0,50
6. Na powierzchni rozgrzanego wolframu amoniak rozkÿada siĶ na pierwiastki. W temperaturze
1129 K przy ciŰnieniu poczħtkowym amoniaku wynoszħcym 2,67 . 10 4 Pa iloŰĚ przereagowanego
NH 3 (x) w czasie biegu reakcji wynosiÿa:
t [s]
100
200
300
400
500 1000
10 -3 x [Pa]
1,86
3,6
5,06
6,4
7,85
14,9
OkreŰl rzħd reakcji i oblicz jej staÿħ szybkoŰci.
1,75
3,50
3,50
3,50
OkreŰl rzħd reakcji ze wzglĶdu na kaƌdy z reagentw i oblicz jej staÿħ szybkoŰci.
341030347.012.png
Chemia Fizyczna, Ěwiczenia rachunkowe
Chemia, semestr IV
(9) ZaleƌnoŰĚ staÿej szybkoŰci reakcji od temperatury. Rwnanie Arrheniusa
1. W temperaturze 0 o C oraz 20 o C staÿe szybkoŰci pewnej reakcji chemicznej wynoszħ
odpowiednio 2,46 i 47,5 s -1 . Oblicz energiĶ aktywacji tej reakcji i wartoŰĚ czynnika czĶstoŰci.
2. W temperaturze 651,7 K czas poÿowicznej przemiany dla pierwszorzĶdowej reakcji rozkÿadu
termicznego tlenku etylenu wynosi 19780 s. Energia aktywacji tej reakcji wynosi 218 kJ . mol -1 .
Oblicz czas, po ktrym nastħpi rozkÿad 75% poczħtkowej iloŰci tlenku etylenu w temp. 723,2 K.
3. Badajħc reakcjĶ rozpadu N 2 O wobec katalizatora metalicznego (zÿoto) w temperaturze 1173 K
otrzymano nastĶpujħce dane kinetyczne:
t [s] 0 1800 3180 3900 4800 6000
10 -4 P(N 2 O) [Pa] 2,67 1,81 1,33 1,14 0,932 0,72
Oblicz energiĶ aktywacji reakcji rozpadu N 2 O wobec zÿota, jeƌeli jej staÿa szybkoŰci w temp. 1073
K wynosi 2,00 . 10 -9 s -1 .
4. Czynniki czĶstoŰci w rwnaniu Arrheniusa dla dwu reakcji pierwszego rzĶdu sħ takie same
i wynoszħ 10 13 s -1 , a ich energie aktywacji rƌniħ siĶ o 15 kJ. W temperaturze 373 K czas
poÿowicznej przemiany reakcji pierwszej wynosi 100 min. W jakim czasie druga reakcja zajdzie
w 90% w tej temperaturze?
5. W wysokiej temperaturze pary chlorku etylu rozkÿadajħ siĶ wedÿug rwnania reakcji:
C 2 H 5 Cl = C 2 H 4 + HCl. Energia aktywacji tej reakcji wynosi 249 kJ, a czynnik przedwykÿadniczy
w rwnaniu Arrheniusa rwna siĶ 1,6 . 10 14 s -1 . Ile procent chlorku etylu rozpadnie siĶ w ciħgu 10
minut w temperaturze 700 K? W jakiej temperaturze szybkoŰĚ reakcji rozpadu bĶdzie dwukrotnie
wiĶksza niƌ w temperaturze 700 K?
6. W fazie gazowej atomy chloru reagujħ szybko z ozonem zgodnie z rwnaniem reakcji:
Cl + O 3 = ClO + O 2 , ktrej staÿa szybkoŰci wynosi k = 1,7 . 10 10. e -260/T dm 3 . mol -1 . s -1 . Oszacuj
szybkoŰĚ tej reakcji dla: (a) T = 220 K, na wysokoŰci 20 km, gdzie [Cl] = 5 . 10 -17 mol . dm -3 ,
a [O 3 ] = 8 . 10 -9 mol . dm -3 ; (b) dla T = 270 K, na wysokoŰci 45 km, gdzie [Cl] = 3 . 10 -15 mol . dm -3 ,
a [O 3 ] = 8 . 10 -11 mol . dm -3 .
341030347.013.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin