Başlık. Kimyasal reaksiyonların hızı
1. Gaz A, 4.5 mol madde miktarı ve B gazı 3 mol madde miktarı ile bir kapta karıştırıldı. A ve B gazları A + B \u003d C denklemine göre reaksiyona girer. Bir süre sonra sistemde 2 mol madde ile C gazı oluşmuştur. Sistemde hangi miktarlarda reaksiyona girmemiş A ve B gazları kaldı?
Reaksiyon denkleminden şu sonuç çıkar:
Dn(A) = Dn(B) = Dn(C) = 2 mol,
burada Dn, reaksiyon sırasında bir maddenin miktarındaki değişikliktir.
Bu nedenle, gemide kaldı:
n 2 (A) = n 1 (A) - Dn(A); n 2 (A) \u003d (4.5 - 2) mol \u003d 2.5 mol;
n 2 (B) = n 1 (B) - Dn(B); n 2 (B) \u003d (3 - 2) mol \u003d 1 mol.
2. Reaksiyon, denkleme göre ilerler: 2A + B ⇄ C ve A maddesi için ikinci ve B maddesi için birinci mertebeye sahiptir. Zamanın ilk anında, reaksiyon hızı 15 mol/l×s'dir. Başlangıç konsantrasyonları eşitse, B maddesinin %50'sinin reaksiyona girdiği andaki hız sabitini ve doğrudan reaksiyonun hızını hesaplayın: С(A) = 10 mol/l; C(B) = 5 mol/l. Bir kimyasal reaksiyonun hızı nasıl değişecek?
Reaksiyona giren С(B), şuna eşittir:
C(B) \u003d 0,5 5 \u003d 2,5 mol / l.
Buna göre reaksiyona giren C(A) şuna eşittir:
2 mol/l A - 1 mol/l B
C(A) - 2.5 mol/l B
Reaksiyondan sonra C(A) ve C(B):
C(A) \u003d 10 - 5 \u003d 5 mol / l,
C(B) \u003d 5 - 2.5 \u003d 2.5 mol / l.
Doğrudan reaksiyonun hızı şöyle olacaktır:
Bir kimyasal reaksiyonun hızı değişecektir:
yani 8 kat azalacaktır.
3. A ve B maddeleri arasındaki reaksiyon, denklemle ifade edilir: A + 2B \u003d C ve A maddesi için birinci sıraya ve B maddesi için ikinci sıraya sahiptir. İlk madde konsantrasyonları: C (A) \u003d 2 mol / l; C(B) = 4 mol/1; hız sabiti 1.0'dır. A maddesinin konsantrasyonu 0,3 mol/l azaldığında, reaksiyonun başlangıç hızını ve bir süre sonra hızını bulun.
Kitle eylemi yasasına göre:
A maddesinin konsantrasyonu 0,3 mol/l azalırsa, B maddesinin konsantrasyonu 0,3 × 2 = 0,6 mol/l azalacaktır. Reaksiyondan sonra konsantrasyonlar:
4. Kapalı bir kapta meydana gelen doğrudan ve ters gaz fazı reaksiyonlarının oranları, denklemlerle ifade edilir:
Kütle etkisi yasasına göre, başlangıç koşulları altında doğrudan ve ters reaksiyonların oranları:
Gazlı sistemler için basıncın 3 kat artması, gaz karışımının hacminde 3 kat azalmaya yol açar, üç gazın da konsantrasyonları aynı miktarda artar ve her iki reaksiyonun hızı da olur. sırasıyla eşit:
Reaksiyon hızı oranları:
Böylece, ileri reaksiyon hızı 27 kat, tersi - 9 artacaktır.
5. 50 0 C sıcaklıktaki reaksiyon 2 dakika 15 saniye içinde ilerler. Bu sıcaklık aralığında g hızının sıcaklık katsayısı 3 ise, bu reaksiyonun 70 0 C sıcaklıkta bitmesi ne kadar sürer?
Sıcaklığın 50'den 70 0 C'ye yükselmesiyle reaksiyon hızı van't Hoff kuralına göre artar:
nerede = 70 0 C, \u003d 50 0 С, a ve - verilen sıcaklıklarda reaksiyon hızları.
Alırız:
onlar. reaksiyon hızı 9 kat artar.
Tanıma göre, reaksiyon süresi reaksiyon hızı ile ters orantılıdır, bu nedenle:
sıcaklıklarda reaksiyon süresi nerede ve nerede Ve .
Buradan şunu elde ederiz:
= 135 s (2 dak 15 s) verildiğinde, bir sıcaklıkta reaksiyon süresini belirleriz. :
6. Sıcaklığın artmasıyla kimyasal reaksiyonun hızı kaç kat artar? = 10 0 C ila = 80 0 С , g hızının sıcaklık katsayısı 2'ye eşitse?
van't Hoff kuralından:
Reaksiyon hızı 128 kat artacaktır.
7. Hastanın vücudundan ilaç atılımının kinetiğini incelerken, 3 saat içinde ilacın ilk miktarının %50'sinin hastanın vücudunda kaldığı bulundu. Birinci dereceden bir reaksiyon olduğu biliniyorsa, ilacın insan vücudundan eliminasyon reaksiyonunun yarılanma ömrünü ve hız sabitini belirleyin.
Belirli bir süre boyunca ilacın %50'si vücuttan atıldığından, t 1/2 = 3 saat. Tepkime hızı sabitini denklemden hesaplıyoruz:
8. İlacın sulu çözeltilerinin laboratuvar çalışmalarında, hidroliz nedeniyle ilacın günlük konsantrasyonunun 0,05 mol/l'den 0,03 mol/l'ye düştüğü bulunmuştur. İlacın hidroliz reaksiyonunun yarı ömrünü hesaplayın.
Hidroliz reaksiyonları genellikle önemli miktarda su ile devam ettiğinden, konsantrasyonu sabit olabilir. Sonuç olarak, reaksiyon sırasında sadece ilacın konsantrasyonu değişir ve hidroliz reaksiyonu birinci dereceden bir reaksiyon olarak kabul edilebilir.
Tepkime hızı sabitinin değerini denklemden buluyoruz:
9. İlacın hastanın vücudundan yarılanma ömrü (birinci derece reaksiyon) 5 saattir. İlacın %75'inin vücuttan atılacağı süreyi belirleyin.
İlacın %75'inin vücuttan atılmasıyla birlikte C/C0 oranı 0.25 olacaktır. Bu durumda, formülü kullanmak uygundur:
,
10. Sükroz hidroliz reaksiyonunun hız sabiti 2.31x10 - 3 h - 1'dir. Hesaplamak:
1) reaksiyonun yarı ömrü;
2) sakarozun %20'sinin hidrolize uğradığı süre;
3) glikozun hangi kısmı 5 gün sonra hidrolize uğrayacaktır.
1. Yarı ömür:
2. Sükrozun %20'si hidrolize uğradıktan sonra, C/C0 oranı 0.8 olacaktır. Sonuç olarak:
3. 5 gün (120 saat) sonra C/C 0 oranı şöyle olacaktır:
Sonuç olarak, glikozun %24'ü hidrolize uğramıştır.
11. Birinci dereceden bir reaksiyon sırasında, maddenin başlangıç miktarının %60'ı 30 dakika içinde dönüştürülür. 1 saat sonra maddenin hangi kısmının kalacağını belirleyin.
1. 30 dakika sonra kalan madde miktarı:
C 1 \u003d C 0 - 0.6 C 0 \u003d 0.4 × C 0.
yani, C0/Cı oranı 2.5'tir.
2. Reaksiyon hızı sabitini bulun:
3. 1 saat sonra kalan C2 maddesinin miktarı aşağıdaki formülle belirlenir:
Böylece 1 saat sonra orijinal maddenin %16'sı kalacaktır.
Otokontrol için sorular
1. Bir kimyasal reaksiyonun hızına ne denir?
2. Homojen bir reaksiyonun gerçek hızına ne denir?
3. Homojen bir reaksiyonun hızının boyutu nedir?
4. Heterojen bir reaksiyonun hızına ne denir?
5. Heterojen bir reaksiyonun hızının boyutu nedir?
6. Reaksiyon hızını etkileyen faktörleri listeleyiniz.
7. Kitle eylemi yasasını formüle edin.
8. Reaksiyon hızı sabitinin fiziksel anlamı nedir? Bir reaksiyonun hız sabiti neye bağlıdır ve neye bağlı değildir?
9. Tepkime sırası neye denir? Sıfır, birinci, ikinci ve üçüncü dereceden reaksiyon denklemlerine örnekler verin.
10. Tepkime hızının sabit boyutu tepkimenin sırasına mı bağlı?
11. Reaksiyonun molekülerliği ne denir?
13. Basit ve karmaşık reaksiyonları tanımlar. Karmaşık reaksiyonların bir sınıflandırmasını verin.
14. Van't Hoff kuralını formüle edin. Van't Hoff kuralı için matematiksel bir ifade verin.
15. Reaksiyon hızı aktivasyon enerjisine nasıl bağlıdır? Arrhenius denklemini yazın.
16. Aktive edilmiş kompleks nedir? Reaksiyonlar neden aktifleştirilmiş komplekslerin oluşum aşamalarından geçiyor?
17. Katalizör neye denir? Homojen ve heterojen kataliz. Katalizörlerin varlığında reaksiyonlar neden daha hızlı ilerler?
18. Enzimatik kataliz nedir? Michaelis-Menten denklemini yazın.
Bağımsız çözüm için görev çeşitleri
Seçenek numarası 1
1. A ve B maddeleri arasındaki reaksiyon, 2A + B \u003d C denklemi ile ifade edilir ve A maddesi için ikinci sıraya ve B maddesi için birinci sıraya sahiptir. İlk madde konsantrasyonları: C 0 (A) \u003d 0.4 mol / l; C0 (B) \u003d 0.8 mol / l; k = 0.6. A maddesinin konsantrasyonu 0,2 mol/l azaldığında, reaksiyonun başlangıç hızını ve bir süre sonra hızını bulun.
2. Reaksiyon hızının 64 kat artması için sıcaklık kaç derece arttırılmalıdır? Reaksiyon hızı g'nin sıcaklık katsayısı 2'dir.
a) sistemdeki basınç iki katına çıktığında?
b) gazların hacminde 2 kat artışla?
Seçenek numarası 2
1. Reaksiyon, A + B = C denklemine göre ilerler ve A maddesinde ve B maddesinde birinci sıraya sahiptir. A'nın konsantrasyonu 2'den 8 mol/l'ye ve B'nin konsantrasyonu 3'ten 8'e yükseltilmiştir. 9 mol/l. İleri tepkimenin hızı ne kadar arttı?
2. 150 0C'de reaksiyon 10 dakika sonra sona erer. Sıcaklık katsayısı g'yi 2'ye eşit alarak, reaksiyonun 170 0 C'de kaç dakikada biteceğini hesaplayın.
3. Reaksiyon hızı şu denklemle ifade edilir: 
Başlangıç maddelerinin konsantrasyonu 3 kat artırıldığında reaksiyon hızı kaç kez değişecektir?
Seçenek numarası 3
1. Reaksiyon denklemle ifade edilir: A + B \u003d C ve A maddesinde ve B maddesinde birinci sıraya sahiptir. İlk konsantrasyonlarda C 0 (A) \u003d 3 mol / l ve C 0 (B) \ u003d 5 mol / l, 0,3 mol/l×s'ye eşit doğrudan reaksiyon hızı. Bir süre sonra, A konsantrasyonu 2 mol/l azaldığında hız sabitini ve reaksiyon hızını belirleyin.
2. Eğer g hızının sıcaklık katsayısı 2 ise, sıcaklık 10'dan 70 0 C'ye bir artışla kimyasal reaksiyonun hızı kaç kat artar?
3. Reaksiyon hızı A (tv) + 2B (gaz) = C (tv) denklemi ile ifade edilir: 
B konsantrasyonu iki katına çıkarsa reaksiyon hızı nasıl değişecek?
Seçenek numarası 4
1. Reaksiyon, 2A + B = 2C denklemine göre ilerler ve A maddesi için ikinci ve B maddesi için birinci sıraya sahiptir. Başlangıç konsantrasyonlar: C0 (A) = 8 mol/l; C0 (B) = 4 mol/1; k = 0.4.
2. 100 0 C'de bir miktar reaksiyon 5 dakikada biter. G hızının sıcaklık katsayısı 3 ise 80 0 C'de bitmesi ne kadar sürer?
3. Reaksiyon hızı 3A + B = C şu denklemle ifade edilir: 
Doğrudan reaksiyonun hızı kaç kez değişecek?
a) A maddesinin konsantrasyonu iki katına çıktığında?
b) başlangıç maddelerinin konsantrasyonunda 2 kat eşzamanlı bir azalma ile?
Seçenek numarası 5
1. 40 ila 70 0 C arasında bir sıcaklık artışı ile belirli bir reaksiyonun hızı 8 kat arttı. g değerini belirleyin.
2. Reaksiyon, denkleme göre ilerler: A + 3B \u003d 2C ve A maddesi için birinci sıraya ve B maddesi için ikinci sıraya sahiptir. Maddelerin ilk konsantrasyonları: C 0 (A) \u003d 2 mol / l; C0 (B) = 6 mol/1; k = 1. İleri reaksiyonun başlangıç hızını ve A maddesinin konsantrasyonunun 1 mol/l azaldığı andaki hızı hesaplayın. Bir kimyasal reaksiyonun hızı nasıl değişecek?
3. Gaz fazında meydana gelen ve denklemlere uyan doğrudan ve ters reaksiyonların oranları nasıl değişecektir:
Seçenek numarası 6
1. Kapalı bir kapta, aşağıdaki denkleme göre reaksiyona giren 1 mol A ve 3 mol B'den oluşan bir gaz karışımı vardır: A + 3B = 2C. Doğrudan reaksiyonun hızı denklem ile tanımlanır 
0,5 mol A reaksiyona girdikten sonra doğrudan reaksiyonun hızı kaç kez azalacaktır?
2. G hızının sıcaklık katsayısı 3 ise reaksiyon hızının 9 kat artması için sıcaklık kaç derece arttırılmalıdır?
3. Sistemdeki basınçta 3 kat izotermal bir azalma ile, sırası 0,5 olarak tahmin edilen 2A = B, doğrudan gaz fazı reaksiyonunun hızı nasıl değişecek?
Seçenek numarası 7
1. A ve B maddeleri arasındaki reaksiyon şu denkleme göre ilerler: A + 2B \u003d C ve A maddesinde ve B maddesinde birinci sıraya sahiptir. Reaksiyona giren maddelerin ilk konsantrasyonları: C 0 (A) \u003d 1.5 mol / l; C0 (B) = 3 mol/1; k = 0.4. %75 A reaksiyona girdiğinde, zamanın ilk anında ve bir süre sonra bir kimyasal reaksiyonun hızını hesaplayın.
2. Sıcaklıktaki 30 0 C artışla reaksiyon hızı 27 kat artarsa, g hızının sıcaklık katsayısı nedir?
3. Gaz fazında meydana gelen ve denklemlere uyan doğrudan ve ters reaksiyonların oranları nasıl değişecektir:
basınçta 2 kat izotermal bir artış ile?
Seçenek numarası 8
1. 1 mol A maddesi ve 2 mol B maddesi içeren 1 litrelik bir çözeltide, reaksiyon ilerler: A + 3B \u003d 2C + D. Doğrudan reaksiyon, A maddesi için birinci sıraya ve B maddesi için ikinci sıraya sahiptir. 0.65 mol A maddesinden sonra doğrudan azalma reaksiyonunun hızı kaç kez olacak?
2. Sıcaklık -5'ten +5 0 C'ye yükseldiğinde bakteriyel hidroliz (enzimatik süreç) hızı 4 kat artar. Reaksiyon hızı g'nin sıcaklık katsayısının değerini bulun.
3. 2A (gaz) \u003d B (gaz) + C (katı) sisteminde A maddesinin konsantrasyonu kaç kez arttırılmalıdır, böylece ikinci dereceden bir reaksiyon olan doğrudan reaksiyonun hızı artar 4 kere?
Seçenek numarası 9
1. Reaksiyon, denkleme göre ilerler: 2A + B = 2C ve A maddesi için ikinci ve B maddesi için birinci mertebeye sahiptir. Doğrudan reaksiyonun hızı 8 mol/l×s'dir. Başlangıç konsantrasyonları: C 0 (A) = 2 mol/l; C 0 (B) \u003d 1 mol / l. Bir kimyasal reaksiyonun hızı nasıl değişecek?
2. Sıcaklığın 10'dan 50 0 C'ye yükselmesiyle reaksiyon hızı 16 kat arttı. Hız g'nin sıcaklık katsayısını belirleyin.
3. Reaksiyon, A + B = C + D + E denklemine göre ilerler ve A maddesi için birinci sıraya ve B maddesi için sıfıra sahiptir. Reaksiyon karışımı 3 kez seyreltildikten sonra doğrudan reaksiyonun hızı nasıl değişir? ?
Seçenek numarası 10
1. Reaksiyon, denkleme göre ilerler: A + 2B \u003d AB 2 ve A maddesinde birinci, B maddesinde ikinci sıradadır. Reaksiyon hızı sabiti 0.01'dir. Başlangıç konsantrasyonlarında reaksiyon hızını hesaplayın: C0 (A) = 0.8 mol/l; C 0 (B) \u003d 0.8 mol / l ve 0.2 mol / l AB 2 maddesinin oluşumu sırasındaki reaksiyon hızı.
2. Eğer g hızının sıcaklık katsayısı 3 ise, sıcaklık 30'dan 60 0 C'ye bir artışla kimyasal reaksiyonun hızı kaç kat artar?
3. İlacın hastanın vücudundan yarılanma ömrü (birinci derece reaksiyon) 6 saattir. İnsan vücudundaki ilacın içeriğinin 8 kat azalacağı süreyi belirleyin.
Seçenek numarası 11
1. Reaksiyon, denkleme göre ilerler: A + B \u003d 2C ve A maddesinde ve B maddesinde birinci sıraya sahiptir. Maddelerin ilk konsantrasyonları: C 0 (A) \u003d 0.3 mol / l; C0 (B) \u003d 0,5 mol / l; k = 0.1. A konsantrasyonu 0,1 mol/l azaldığında, bir süre sonra ilk reaksiyon hızını ve reaksiyon hızını bulun.
2. 100 0 C'de bazı reaksiyonlar 16 dakikada biter. G hızının sıcaklık katsayısını 2'ye eşit alarak, aynı reaksiyonun 140 0 C'de kaç dakikada biteceğini hesaplayın?
3. İlacın hastanın vücudundan yarılanma ömrü (birinci derece reaksiyon) 2 saattir. İlacın %99'unun vücuttan atılacağı süreyi belirleyin.
Seçenek numarası 12
1. Reaksiyon, denkleme göre ilerler: A + 2B \u003d C ve A maddesi için birinci sıraya ve B maddesi için ikinci sıraya sahiptir. Maddelerin ilk konsantrasyonları: C 0 (A) \u003d 0.9 mol / l; C0 (B) \u003d 1.5 mol / l; k = 0.6. Reaksiyonun başlangıç hızını ve bir süre sonra, A maddesinin %50'si tüketildiğindeki hızını bulun.
2. Kimyasal reaksiyon hızı g'nin sıcaklık katsayısı nedir? , sıcaklıkta 30 0 C artışla hız 27 kat artarsa?
3. Bazı birinci derece reaksiyonların yarı ömrü 30 dakikadır. Orijinal miktarın hangi kısmının 1 saat sonra kalacağını hesaplayın.
Seçenek numarası 13
1. Reaksiyon, denkleme göre ilerler: 2A + B = 2C ve A maddesi için ikinci ve B maddesi için birinci mertebeye sahiptir. Reaksiyon hızı sabiti 5 × 10 - 2'dir. Başlangıç konsantrasyonlarında reaksiyon hızını hesaplayın C0 (A) = 0.4 mol/l; C 0 (B) \u003d 0.9 mol / l ve 0.1 mol C maddesi zamanına kadar reaksiyon hızı oluşur.
2. 10 0 C'lik bir sıcaklıkta, reaksiyon 80 dakika içinde ilerler. G hızının sıcaklık katsayısı 2 ise, reaksiyon 20 dakikada hangi sıcaklıkta tamamlanır?
3. Laboratuvar çalışmaları sırasında, gün içinde hastanın vücudundaki ilacın konsantrasyonunun 0.1 mol/l'den 0.02 mol/l'ye düştüğü bulundu. Bu reaksiyonun birinci dereceden olduğunu varsayarak ilacın yarı ömrünü hesaplayın.
Seçenek numarası 14
1. 1 l hacimli kapalı bir kapta, aşağıdaki denkleme göre reaksiyona giren 1 mol A gazı ve 3 mol B gazından oluşan bir gaz karışımı vardır: A + 3B = 2C. Doğrudan reaksiyon, A maddesinde birinci, B maddesinde ise ikinci sıradadır. 0,5 mol A gazı reaksiyona girdikten sonra doğrudan reaksiyonun hızı nasıl değişecek?
2. Sistemin sıcaklığının 10'dan 50 0 C'ye yükselmesiyle kimyasal reaksiyonun hızı 16 kat arttı. Reaksiyon hızı g sıcaklık katsayısını belirleyin .
3. Çernobil nükleer santralindeki (1986) kaza sırasında, yarı ömrü 30 yıl olan radyonüklid Cs-137 serbest bırakıldı. Vücuda giren radyonüklidin hangi kısmının şu anda kaldığını hesaplayın.
Seçenek numarası 15
1. Reaksiyon, denkleme göre ilerler: A + B \u003d C, A maddesinde ve B maddesinde birinci sıraya sahiptir. C 0 (A) \u003d 0.6 mol / l maddelerinin ilk konsantrasyonlarında; C0 (B) = 0.8 mol/l, reaksiyon hızı 0.03 mol/lxs'dir. Bir süre sonra, A maddesinin konsantrasyonu 0,3 mol/l azaldığında hız sabitini ve reaksiyon hızını belirleyin.
2. 0 0 C'deki reaksiyon hızı 1 mol/l×s'dir. Reaksiyon hızının sıcaklık katsayısı 3 ise, bu reaksiyonun hızını 30 0 C'de hesaplayın.
3. 25 0 C'de pestisit hidrolizinin hız sabiti 0.32 s - 1'dir. Örnekteki pestisitin başlangıç konsantrasyonu 2.5 mol/L idi. Pestisit konsantrasyonunun 0,01 mol/L'ye düşmesi için geçen süreyi hesaplayın.
Seçenek numarası 16
1. Ayrışma reaksiyonu şu denkleme göre ilerler: 2A \u003d 2B + C ve A maddesinde ikinci sıraya sahiptir. Bu reaksiyonun 200 0 C'deki hız sabiti 0.05'tir. Başlangıç konsantrasyonu С(A) = 2 mol/l. Başlangıç anında ve A maddesinin %80'inin bozunduğu andaki belirtilen sıcaklıkta reaksiyon hızını belirleyin.
2. Doğrudan reaksiyon hızı nasıl değişecek: Sistemdeki basınç ise, A maddesi için sıfır sırasına ve B maddesi için üçüncü sıraya sahip 2A (tv) + 3B (gaz) \u003d 2C (tv). 3 kat arttı mı?
3. Birinci dereceden bir reaksiyon sırasında, maddenin başlangıç miktarının %20'si 45 dakika içinde dönüşüme uğrar. 1.5 saat sonra maddenin hangi kısmının kalacağını belirleyin.
Seçenek numarası 17
1. Gazların etkileşimi denkleme göre ilerler: A + 2B \u003d 2C ve A maddesi açısından birinci, B maddesi açısından ikinci sıradadır. Gazların ilk konsantrasyonları: C 0 (A) \ u003d 2 mol / l; C0 (B) = 4 mol/1; k = 0.02. A maddesinin %50'si reaksiyona girdiğinde, zamanın ilk anında ve bir süre sonra doğrudan reaksiyonun hızını hesaplayın.
2. 20 0 C'de reaksiyon 2 dakika içinde ilerler. g = 2 ise, aynı reaksiyon 0 0 C'de ne kadar sürer?
3. Formik asit, altının yüzeyinde karbon monoksit (IV) ve hidrojene ayrışır. Bu reaksiyonun 140 0 C'deki hız sabiti 5.5 × 10 - 4 dak -1 ve 185 0 C'de 9.2 × 10 - 3 dak -1'dir. Bu reaksiyonun aktivasyon enerjisini belirleyiniz.
Seçenek numarası 18
1. Reaksiyon, 2A + B = 2C denklemine göre ilerler ve A maddesinde ve B maddesinde birinci sıradadır. Reaksiyon hızı 0,5 mol/l×s'dir. Maddelerin başlangıç konsantrasyonları eşittir: С(A) = 6 mol/l; C(B) = 3 mol/l. B maddesinin konsantrasyonu 1 mol/l azaldığında, bu reaksiyonun hız sabitini ve bir süre sonra reaksiyonun hızını belirleyin.
2. 20 0 C'de reaksiyon 2 dakika içinde ilerler. g = 2 ise, aynı reaksiyon 50 0 C'de ne kadar sürer?
3. 25 0 C'de şeker kamışı inversiyon reaksiyonunun hız sabiti 9.67×10 - 3 dak - 1 ve 40 0 C'de 73.4 × 10 - 3 dak -1'dir. Belirtilen sıcaklık aralığında bu reaksiyonun aktivasyon enerjisini belirleyin.
örnek 1. A ve B maddeleri arasındaki reaksiyon 2A + B = C denklemine göre ilerler, maddelerin konsantrasyonları (mol / l) [A] = 6, [B] = 5'tir. Reaksiyon hızı sabiti 0,5 l 2 × mol'dür. -2 × s -bir . İlk anda ve B maddesinin %45'inin reaksiyon karışımında kaldığı andaki kimyasal reaksiyonun hızını hesaplayın.
Çözüm. Kütle etkisi yasasına göre, bir kimyasal reaksiyonun hızı, reaksiyon denklemindeki stokiyometrik katsayılara eşit güçlerde reaktan konsantrasyonlarının ürünü ile doğru orantılıdır. Bu nedenle, 2A + B C reaksiyonu için
V = k C A 2 C B.
İlk anda bir kimyasal reaksiyonun hızı:
1 = 0,5 6 2 5 \u003d 90 mol s -1 l -1.
Reaksiyona giren maddelerden en az birinin konsantrasyonu değişirse, diğer tüm maddelerin konsantrasyonu da değişecektir:
Bir süre sonra, reaksiyon karışımında B maddesinin %45'i kalır, yani. [B] \u003d 5 0.45 \u003d 2.25 mol / l. Bu, B maddesinin konsantrasyonunun 5.0 - 2.25 = 2.75 mol / l azaldığı anlamına gelir. A ve B maddeleri birbirleriyle 2: 1 oranında etkileştiğinden, A maddesinin konsantrasyonu 5,5 mol (2,752) azaldı ve 0,5 mol / l'ye (6.0 - 5.5) eşit oldu. Sonuç olarak,
V2\u003d 0,5 ∙ (0,5) 2 2,25 \u003d 0,28 mol s -1 l -1.
Örnek 2. İleri reaksiyon hızının nasıl değişeceğini belirleyin
2CO (g) + O 2 (g) \u003d 2CO 2 (g), sistemdeki toplam basınç 4 kat artarsa.
Çözüm. Sistemdeki basıncın 4 kat artması, sistemin hacminde 4 kat azalmaya neden olacak ve reaktanların konsantrasyonları 4 kat artacaktır. Kütle etkisi yasasına göre, ilk reaksiyon hızı
Basıncı artırdıktan sonra
Bu nedenle, basıncı 4 kat artırdıktan sonra reaksiyon hızı 64 kat arttı.
Not. Klasik biçiminde (konsantrasyon cinsinden ifade edilen) kütlelerin etki yasası, elektrolit olmayanlar ve zayıf elektrolitlerin seyreltik çözeltileri (yani gazlar ve çözeltiler için) için geçerlidir. Katı maddeler, konsantrasyon kavramı onlar için kabul edilemez olduğundan, reaksiyon hızı ifadesine dahil edilmez; katı fazdaki reaksiyonların hızı, katının yüzey alanına bağlıdır, yani. onun arıtma derecesi.
Bu nedenle, C (t) + CO2 (g) \u003d 2CO (g) reaksiyonu için, doğrudan ters reaksiyon hızı.
Basınçtaki bir değişiklik, başlangıçtaki ve ortaya çıkan gaz halindeki maddelerin mol sayısı aynı değilse dengeyi değiştirir. 2CO + O2 \u003d 2C02 reaksiyonu için, ileri reaksiyon hızı, ters.
Örnek 3. A (g) + 2B (g) \u003d C (g) sisteminde, denge konsantrasyonları: [A] \u003d 0.06 mol / l; [B]=0.12 mol/1; [C] = 0.216 mol/l. Reaksiyonun denge sabitini ve A ve B maddelerinin başlangıç konsantrasyonlarını bulun.
Çözüm. Kütle eylemi yasasına göre, bu reaksiyonun denge sabiti denklem ile ifade edilir.
Görev verilerini içine koyarak şunu elde ederiz:
Reaksiyon denklemine göre 1 mol A ve 2 mol B'den 1 mol C oluşur. Problemin durumuna göre sistemin her litresinde 0.216 mol C maddesi oluştuğundan, 0.216 mol A ve 0.216 2 = 0.432 mol B tüketildi Bu nedenle, istenen başlangıç konsantrasyonları şuna eşittir:
[A] \u003d 0.06 + 0.116 \u003d 0.276 mol / l;
[B] \u003d 0.12 + 0.432 \u003d 0.552 mol / l.
Örnek 4 Reaksiyon, A + B = 2C denklemine göre ilerler. A ve B maddelerinin başlangıç konsantrasyonları sırasıyla 0,5 ve 0,7 mol/l ise reaktanların denge konsantrasyonlarını ve reaksiyonun denge sabitini belirleyin. İLE p = 50.
Çözüm. Denge zamanında, başlangıç malzemeleri A ve B'nin konsantrasyonları azalacak ve reaksiyon ürünü C'nin konsantrasyonu artacaktır. A ve B maddelerinin her molü için 2 mol C maddesi oluşur; bu nedenle, eğer A ve B maddelerinin konsantrasyonundaki azalma ile gösterilirse x mol, o zaman C maddesinin konsantrasyonundaki artış 2'ye eşit olacaktır. x mol.
Reaktanların denge konsantrasyonları şöyle olacaktır:
[A] = (0,5 - x) mol/1; [V] = (0.7 - x) mol/1; [C] = 2 x mol/l.
46x 2 - 60x + 17,5=0.
Denklemi çözerek şunları elde ederiz: x 1 = 0,86; x 2= 0.44. Problemin durumuna göre, değer x 2. Dolayısıyla, reaktanların denge konsantrasyonları şöyledir: [A] = 0,5 – 0,44 = 0,06 mol/l; [B] = 0.7 - 0.44 = = 0.26 mol/l; [C] \u003d 0.44 2 \u003d 0.88 mol / l.
Örnek 5. Bu reaksiyonun sıcaklık katsayısı 3 ise, sıcaklıkta 40 ° C'lik bir artışla kimyasal reaksiyonun hızının kaç kat artacağını hesaplayın.
Çözüm. Bir kimyasal reaksiyonun hızının sıcaklığa bağımlılığı, van't Hoff temel kuralı ile ifade edilir.
Bu örnekte, sıcaklık 40°C arttı,
Sonuç olarak, reaksiyon hızı 3 4 = 81 kat arttı.
Kendi kendine çalışma için sorular
1. Kitle hareketi yasasını, Van't Hoff yasasını, Le Chatelier ilkesini formüle edin.
2. Reaksiyon hızını etkileyen faktörleri adlandırın.
3. Denge sabiti neye bağlıdır, neye bağlıdır ve neyi karakterize eder?
4. Reaksiyon, 4HCI (g) + O2 (g) \u003d 2H20 (g) + 2CI2 (g) denklemine göre ilerler. Sistemdeki basınç 3 kat artırılırsa reaksiyon hızı nasıl değişir?
5. N 2 (g) + 3H 2 (g) ® 2NH 3 (g) reaksiyonunun hızı 1000 kat artacak şekilde hidrojen konsantrasyonu kaç kat arttırılmalıdır? Reaksiyonun aynı ivmesini elde etmek için basınç nasıl değiştirilmelidir?
6. Denge hangi yöne kayar: a) sıcaklıktaki bir artışla; b) artan basınçla:
2H 2 (g) + O 2 (g) ⇆2H 2 O (buhar) + 249,9 kJ
2SO 2 (g) + O 2 (g) ⇆2SO 3 (g) + 198.4 kJ
7. 2NO (g) + O 2 (g) ® 2NO 2 (g) sisteminin dengesi aşağıdaki madde konsantrasyonlarında kurulmuştur: = 0.08 mol / l; = 0.03 mol/l; = 0.01 mol/l. NO2'nin başlangıç konsantrasyonu sıfır ise denge sabitini ve NO ve O2'nin başlangıç konsantrasyonlarını hesaplayın.
1. Sistemdeki basınç 4 kat artırılırsa A (g) + 2B (g) → AB 2 doğrudan reaksiyonunun hızı nasıl değişir?
a) hız 10 kat azalacaktır;
b) hız değişmeyecek;
c) hız 16 kat artacaktır;
d) hız 64 kat artacaktır.
2. Bazı reaksiyonların hızının sıcaklık katsayısı 2.0'dır. 40 derece düşürülürse bu reaksiyonun hızı nasıl değişir?
a) 8 kat artacak;
b) 8 ile azalma;
c) 16 kat azalacak;
d) 16 kat artacaktır.
3. Homojen bir sistemde A + B = 2C, reaksiyona giren gazların denge konsantrasyonları (mol/l): [A] = 0.06; [V] = 0.2; [C] = 0.8. Sistemin denge sabitini hesaplayın.
4. 25 ° C'de NO (g) + O2 (g) \u003d NO2 (g) reaksiyonu için cr= 0.1. Tepkimenin ∆G'si nedir?
a) 23,5 kJ/mol;
b) -5.7 J/mol;
c) -44.8 kJ/mol;
d) 22.44 kJ/mol.
5. Reaksiyonda sıcaklık düştükçe denge hangi yöne kayar:
C 2 H 4 (g) + 3O 2 (g) \u003d 2CO 2 (g) + 2H20 (g) (∆H o \u003d -1323 kJ ) ?
a) sağa hareket
b) sola kaydırmak;
c) denge değişmez.
geri dönüşü olmayan reaksiyonlar
1. A maddesinin konsantrasyonu 2 kat artırılırsa ve B maddesinin konsantrasyonu 2 kat azaltılırsa 2A + B ® A 2 B reaksiyon hızı nasıl değişir?
2. 2A 2 (g) + B 2 (g) ® 2A 2 B (g) sisteminde B 2 maddesinin konsantrasyonu kaç kat artırılmalıdır, böylece A maddesinin konsantrasyonu 4 kat azaldığında, oran doğrudan reaksiyon değişmez mi?
3. CO + C1 2 ® COS1 2 sisteminde, CO konsantrasyonu 0,03'ten 0,12 mol/l'ye ve C1 2 - konsantrasyonu 0,02'den 0,06 mol/l'ye yükseltildi. İleri tepkimenin hızı ne kadar arttı?
4. N 2 (g) + 3H (g) ® 2 NH 3 doğrudan reaksiyonunun hızı, a) sistemdeki basınç 3 kat artırılırsa; b) hacmi 2 kat azaltın; c) N2 konsantrasyonunu 4 kat arttırmak?
5. 2NO + O 2 ® 2 NO 2 reaksiyonuyla NO 2 oluşum hızının 1000 kat artması için basınç kaç kat artırılmalıdır?
6. Karbon monoksit (II) ve klor arasındaki reaksiyon CO + C1 2 ® COC1 2 denklemine göre ilerler. a) CO2 konsantrasyonundaki artışla reaksiyon hızı nasıl değişecektir; b) 2 kez C12 konsantrasyonu; c) Her iki maddenin konsantrasyonu 2 katı mı?
7. Reaksiyon gaz fazında gerçekleşir. Reaksiyona iki A ve B maddesi katılır.A bileşeninin konsantrasyonunda 2 kat artışla, hızın 2 kat arttığı ve B bileşeninin konsantrasyonunda 2 kat artışla hızın arttığı bilinmektedir. 4 kat arttı. Devam eden reaksiyon için bir denklem yazın. Toplam basınç 3 kat artırıldığında reaksiyon hızı nasıl değişecek?
8. A, B ve D maddelerinin etkileşiminin reaksiyon hızı inceleniyor Sabit B ve D konsantrasyonlarında, A maddesinin konsantrasyonundaki 4 kat artış, oranda 16 kat artışa yol açar. A ve D maddelerinin sabit konsantrasyonlarında B maddesinin konsantrasyonu 2 kat artarsa, hız sadece 2 kat artar. A ve B'nin sabit konsantrasyonlarında, D maddesinin konsantrasyonunun iki katına çıkarılması, hızda 4 kat artışa yol açar. Reaksiyon için bir denklem yazın.
9. Reaksiyon hızı sabiti 2 × 10 -1 l × mol -1 × s ise, kimyasal reaksiyon A(g) + B(g) ® AB(g) hızını ve A ve A maddelerinin konsantrasyonlarını belirleyin. B sırasıyla 0.025 ve 0.01 mol/l'dir. Basınç 3 kat artırıldığında reaksiyon hızını hesaplayın.
10. Sırasıyla A ve B maddelerinin konsantrasyonlarında 0.1 ve 0.05 mol / l'ye eşitse, reaksiyon A + 2B ® AB 2 reaksiyonunun hız sabitinin değerini bulun, reaksiyon hızı 7 × 10 -5 mol / (l × s) .
11. Hacmi 2 l olan bir kapta, A gazı 4.5 mol madde miktarı ile ve B gazı 3 mol madde miktarı ile karıştırılmıştır. Gazlar A + B = C denklemine göre reaksiyona girer. 20 saniye sonra sistemde 2 mol madde ile C gazı oluşmuştur. Reaksiyonun ortalama hızını belirleyin. Hangi miktarlarda A ve B maddeleri reaksiyona girmedi?
12. A ve B maddeleri arasındaki reaksiyon, A + B ® C denklemi ile ifade edilir. Başlangıç konsantrasyonları [A] O = 0.03 mol / l, [B] O = 0.05 mol / l'dir. Reaksiyon hızı sabiti 0,4'tür. Oluşan C maddesinin konsantrasyonu 0.01 mol/l'ye eşit olduğunda, bir süre sonra ilk reaksiyon hızını ve reaksiyon hızını bulun.
13. Gaz halindeki A ve B maddeleri arasındaki reaksiyon, A + B ® C denklemi ile ifade edilir. Maddelerin başlangıç konsantrasyonları [A] 0 = 0.03 mol / l, [B] 0 = 0.03 mol / l'dir. Reaksiyon hızı sabiti 0.1'dir. Bir süre sonra, A maddesinin konsantrasyonu 0.015 mol/l azaldı. Bir kimyasal reaksiyonun hızının başlangıç hızına eşit olması için toplam basıncın kaç kez artırılması gerekir?
14. Reaksiyon hızının 27 kat artması için sıcaklık kaç derece arttırılmalıdır? Reaksiyon hızının sıcaklık katsayısı 3'tür.
15. 20°C'de reaksiyon 2 dakika içinde ilerler. Bu reaksiyon a) 50 o C'de, b) 0 o C'de ne kadar sürecek? Reaksiyon hızının sıcaklık katsayısı 2'dir.
16. 30 o C sıcaklıkta 25 dakikada ve 50 o C'de 4 dakikada reaksiyon gerçekleşir. Reaksiyon hızının sıcaklık katsayısını hesaplayın.
17. 0 o C'deki reaksiyon hızı 1 mol / l × s'dir. Hızın sıcaklık katsayısı 3 ise, bu reaksiyonun hızını 30°C'de hesaplayın.
18. Sıcaklığın 50 °C artmasıyla reaksiyon hızı 32 kat arttı. Kimyasal reaksiyon hızının sıcaklık katsayısını hesaplayın.
19. İki reaksiyon 25 o C'de aynı hızda ilerler. İlk reaksiyon hızının sıcaklık katsayısı 2.0 ve ikincisi - 2.5'tir. 95 o C'de bu reaksiyonların hızlarının oranını bulunuz.
20. Sıcaklık 290 K'dan 300 K'ye yükselirken reaksiyon hızı iki katına çıkarsa, reaksiyonun aktivasyon enerjisi nedir?
21. Bir katalizör kullanılması sonucunda aktivasyon enerjisini 4 kJ / mol azaltmak mümkün olsaydı, 298 K'da meydana gelen bir reaksiyonun hızı kaç kat artar?
22. 300 K'da hızı 280 K'dan 10 kat daha büyük olan reaksiyonun aktivasyon enerjisinin değeri nedir?
23. O3 (g) + NO (g) ® O 2 (g) + NO2 (g) reaksiyonunun aktivasyon enerjisi 40 kJ / mol'dür. 27'den 37 ° C'ye sıcaklık artışı ile reaksiyon hızı kaç kez değişecek?
24. Bir katalizör 300 K'de aktivasyon enerjisini 20 kJ/mol, diğeri ise 40 kJ/mol azaltır. Hangi katalizör daha verimli? Bir veya başka bir katalizör kullanırken reaksiyon hızlarının oranını hesaplayarak cevabınızı doğrulayın.
25. 150°C'de bazı reaksiyonlar 16 dakikada tamamlanır. Reaksiyon hızının sıcaklık katsayısını 2,5 alarak, bu reaksiyonun a) 200 o C'de, b) 80 o C'de gerçekleşmesi durumunda ne kadar sürede biteceğini hesaplayınız.
26. Sıcaklık 10 °C arttığında, kimyasal reaksiyonun hızı 2 kat artar. 20'de yaklaşık 0,04 mol/(l×s)'ye eşittir. a) 40 o C, b) 0 o C'de bu reaksiyonun hızı ne olacaktır?
27. 20 °C'de kimyasal reaksiyon hızı 0,04 mol / (l × s)'dir. Aktivasyon enerjisinin 70 kJ/mol olduğu biliniyorsa, bu reaksiyonun 70°C'deki hızını hesaplayın.
28. Bu reaksiyonun 120 °C'deki hız sabiti 5,88 × 10 -4 ve 170 °C'de - 6,7 × 10 -2 ise reaksiyon g sıcaklık katsayısını hesaplayın.
29. Sıcaklık katsayısı g = 2 ise, bir kimyasal reaksiyonun hızı 300 K'dan 400 K'ye artan sıcaklıkla kaç kez değişir? Bu reaksiyonun aktivasyon enerjisi nedir?
30. Sistemdeki basıncın 4 kat artması ve aynı anda 40 ° C'lik bir sıcaklık artışı ile A + 2B ® C kimyasal reaksiyonunun hızı kaç kat artacaktır. Reaksiyona giren maddeler gazlardır. Reaksiyonun sıcaklık katsayısı 2'dir.
31. 2A(g) + B(g) ® 2C(g) kimyasal reaksiyonunun hızı, sistemdeki tüm maddelerin basıncı 3 kat azaltıldığında ve sistem sıcaklığı aynı anda 30 kat azaldığında kaç kat azalır? o C? Reaksiyon hızı g'nin sıcaklık katsayısı 2'dir.
32. Gaz halindeki A ve B maddeleri arasındaki reaksiyon, A + B ® C denklemi ile ifade edilir. Maddelerin başlangıç konsantrasyonları [A] 0 = 0.05 mol / l ve [B] 0 = 0.05 mol / l'dir. Bir süre sonra, maddelerin konsantrasyonu yarı yarıya azaldı. Eğer a) reaksiyonun sıcaklık katsayısı 2 ise, b) aktivasyon enerjisi 70 kJ ise, reaksiyon sıcaklığı 27 ° C ise, reaksiyon hızının başlangıç hızına eşit olması için sıcaklığın nasıl değiştirilmesi gerektiğini belirleyin.
33. Sıcaklık 290 K'dan 300 K'ye yükseldiğinde, kimyasal reaksiyon hızının iki katına çıktığı bilinmektedir. Aktivasyon enerjisini hesaplayın. Sisteme bu reaksiyonun aktivasyon enerjisini 10 kJ/mol azaltan bir katalizör eklenirse, bu reaksiyonun hızı 310 K'da nasıl değişecek?
Kimyasal Denge
1. Belirli bir sıcaklıkta, 2NO2 «2NO+O2 sistemindeki denge, =0.4 mol/l, =0.2 mol/l, =0.1 mol/l konsantrasyonlarında kurulmuştur. Başlangıç oksijen konsantrasyonu sıfır ise denge sabitini ve NO2'nin başlangıç konsantrasyonunu bulun. Doğrudan reaksiyon endotermik ise, dengenin NO oluşumuna doğru kaymasını hangi koşullar destekleyecektir?
2. A + B "C + D sisteminin denge sabiti bire eşittir. 3 mol A maddesi ile 5 mol B maddesi karıştırıldığında A maddesinin yüzde kaçı dönüşüme uğrar? Doğrudan reaksiyon ekzotermik ise, dengenin B oluşumuna doğru kaymasına hangi koşullar katkıda bulunur?
3. Sistem için
CO (G) + H 2 O (G) "CO 2 (G) + H 2 (G)
0 = 0 =0.03 mol/l, 0 = 0 =0. Karbondioksitin denge konsantrasyonu 0,01 mol/l ise denge sabitini hesaplayın. Doğrudan reaksiyon endotermik ise, dengenin CO oluşumuna doğru kaymasına hangi koşullar katkıda bulunur?
4. Sistem için
2NO (G) + Cl2 (G) "2NOCl (G)
0=0.5 mol/l, 0=0.2 mol/l, 0=0 mol/l. Oluştuğunda nitrik oksitin %20'si reaksiyona girmişse denge sabitini bulun. Doğrudan reaksiyon ekzotermik ise, dengenin NOCl oluşumuna doğru kaymasını hangi koşullar destekleyecektir?
H 2 (G) + I 2 (G) "2HI (G),
10 litre (K C \u003d 50) kapasiteli bir kaba 1 mol iyot ve 2 mol hidrojen yerleştirilirse. Doğrudan reaksiyon ekzotermik ise, dengenin iyot oluşumuna doğru kaymasına hangi koşullar katkıda bulunur?
6. Sistem için CO (G) + H 2 O (G) "CO 2 (G) + H 2 (G), 0 \u003d 0 \u003d 1 mol / l, 0 \u003d 0 \u003d 0. Denge sabiti K C =1 ise, denge karışımının bileşimini (% hacim) hesaplayın. Ters reaksiyon ekzotermik ise, dengenin hidrojen oluşumuna doğru kaymasını hangi koşullar destekleyecektir?
7. Kapalı bir kapta, AB (D) “A (G) + B (G) reaksiyonu devam eder. Denge sabiti K C =0.04. AB'nin denge konsantrasyonu 0.02 mol/L ise AB'nin başlangıç konsantrasyonunu bulun. Ters reaksiyon ekzotermik ise, dengenin A oluşumuna doğru kaymasına hangi koşullar katkıda bulunur?
8. 800˚С sıcaklıkta 10 l hacimli kapalı bir kapta, CaC03 (T) “CaO (T) + CO2 (G) dengesi kuruldu. Denge sabiti KP =300 kPa. Hangi kütle CaCO 3 ayrıştı? Doğrudan reaksiyon endotermik ise, dengenin karbondioksit oluşumuna doğru kaymasına hangi koşullar katkıda bulunur?
9. Belirli bir sıcaklıkta kapalı bir kapta Fe (T) + H 2 O (G) “FeO (T) + H 2 (G) dengesi kuruldu. KP = 1 ise ve hidrojenin başlangıçtaki kısmi basıncı sıfır ise, reaksiyona giren su oranını belirleyin. Ters reaksiyon ekzotermik ise, dengenin hidrojen oluşumuna doğru kaymasını hangi koşullar destekleyecektir?
10. 2HI (G) “H2 (G) + I 2 (G) sistemindeki hidrojenin denge konsantrasyonunu, eğer HI'nin ilk konsantrasyonu 0.05 mol / l ise ve denge sabiti K C \u003d 0.02 ise belirleyin. Doğrudan reaksiyon endotermik ise, dengenin HI oluşumuna doğru kaymasına hangi koşullar katkıda bulunur?
Kimyasal reaksiyonların hızı Kimyasal reaksiyonların hızını ve mekanizmasını inceleyen kimya dalına kimyasal kinetik denir. Bir kimyasal reaksiyonun hızı, bir birim reaksiyon uzayında birim zaman başına temel etkileşim eylemlerinin sayısıdır. Bu tanım hem homojen hem de heterojen süreçler için geçerlidir. İlk durumda, reaksiyon boşluğu, reaksiyon kabının hacmidir ve ikinci durumda, reaksiyonun gerçekleştiği yüzeydir. Etkileşim sırasında, reaktanların veya reaksiyon ürünlerinin konsantrasyonları birim zaman başına değiştiğinden. Bu durumda, stokiyometrik denklemi reaktiflerin konsantrasyonları arasındaki oranı belirlediğinden, reaksiyona katılan tüm maddelerin konsantrasyonundaki değişikliği izlemeye gerek yoktur. Reaktanların konsantrasyonu, çoğunlukla 1 litredeki (mol/l) mol sayısı olarak ifade edilir. Bir kimyasal reaksiyonun hızı, reaksiyona giren maddelerin doğasına, konsantrasyona, sıcaklığa, maddelerin temas yüzeyinin boyutuna, katalizörlerin varlığına ve diğerlerine bağlıdır. , ve bir monomoleküler reaksiyondan bahsedin; temel bir eylemde iki farklı molekül çarpıştığında, bağımlılık şu biçimde olur: u - k[A][B] ve biri bimoleküler reaksiyondan bahseder; Üç molekül temel bir eylemde çarpıştığında, hızın konsantrasyona bağımlılığı doğrudur: v - k[A] [B] [C] ve biri trimoleküler reaksiyondan bahseder. Analiz edilen tüm bağımlılıklarda: v, reaksiyon hızıdır; [A], [B], [C] - reaktan konsantrasyonları; k - orantılılık katsayısı; tepkimenin hız sabiti denir. v = k, reaktanların veya bunların ürünlerinin konsantrasyonları bire eşit olduğunda. Hız sabiti, reaktanların doğasına ve sıcaklığa bağlıdır. Basit reaksiyonların hızının (yani, bir temel eylem yoluyla meydana gelen reaksiyonlar) konsantrasyona bağımlılığı, 1867'de K. Guldberg ve P. Waage tarafından kurulan kütle eylemi yasası ile tanımlanır: bir kimyasal reaksiyonun hızı, doğrudan orantılıdır. stokiyometrik katsayılarının gücüne yükseltilmiş reaksiyona giren maddelerin konsantrasyonunun ürünü. Örneğin, 2NO + 02 = 2N02 reaksiyonu için; v - k2 ve üç kat artacak Bul: Çözüm: 1) Reaksiyon denklemini yazın: 2CO + 02 = 2CO2. Kütle eylemi yasasına göre, v - k[C0]2. 2) [CO] = a'yı ifade edin; = b, o zaman: v = k a2 b. 3) Başlangıç maddelerinin konsantrasyonunda 3 kat artış ile şunu elde ederiz: [CO] = 3a, a = 3b. 4) Reaksiyon hızı u1'i hesaplayın: - k9a23b - k27a% a ise k27 D2b 27 v k a2b Cevap: 27 kez. Örnek 3 Reaksiyon hızının sıcaklık katsayısı 3 ise, sıcaklıkta 40 ° C'lik bir artışla kimyasal reaksiyonun hızı kaç kez artar? Verilen: \u003d 40 ° С Y - 3 Bul: 2 Çözüm: 1) Van't Hoff kuralına göre: h-U vt2 \u003d vh y 10, 40 ve - vt\u003e 3 10 - vt -81. 2 1 1 Cevap: 81 kez. a Örnek 4 A ve B maddeleri arasındaki reaksiyon 2A + B *» C şemasına göre ilerler. A maddesinin konsantrasyonu 10 mol / l ve B maddesi - b mol / l'dir. Reaksiyon hızı sabiti 0,8 l2 4 mol "2 sn"1'dir. İlk anda ve ayrıca B maddesinin %60'ının reaksiyon karışımında kaldığı andaki kimyasal reaksiyon hızını hesaplayın.Verilen: k - 0.8 l2 mol "2 sn" 1 [A] = 10 mol / l [B] = 6 mol / l Bul: "başlangıç! ^ Çözüm: 1) İlk anda reaksiyon hızını bulun: v - k [A] 2 [B], r> \u003d 0.8 102 b - 480 mol - l sn "1. start 2) Bir süre sonra, reaksiyon karışımında B maddesinin %60'ı kalacaktır Sonra: Bu nedenle, [B] 6 - 3.6 = 2.4 mol / l azalır. 3) Reaksiyon denkleminden, A ve B maddelerinin birbirleriyle 2: 1 oranında etkileşime girdiği, bu nedenle [A] 4.8 mol / l azaldığı ve şuna eşit olduğu takip edilir: [A] \u003d 10 - 4.8 \u003d 5.2 mol/l. 4) Aşağıdakileri hesaplıyoruz: d) \u003d 0.8 * 5.22 3.6 \u003d 77.9 mol l "1 * sn" 1. Cevap: r>başlangıç ~ 480 mol l sn "1, r / \u003d 77.9 mol l-1 sn" 1. Örnek 5 30 °C'lik bir sıcaklıktaki reaksiyon 2 dakika içinde ilerler. Belirli bir sıcaklık aralığında reaksiyon hızının sıcaklık katsayısı 2 ise, bu reaksiyonun 60 °C sıcaklıkta bitmesi ne kadar sürer? Verilen: t1 \u003d 30 ° С t2 \u003d 60 ° С 7 \u003d 2 t \u003d 2 dak \u003d 120 sn Bul: h Çözüm: 1) Van't Hoff kuralına göre: vt - \u003d yu 1 vt - \u003d 23 \u003d 8. Vt 2) Reaksiyon hızı, reaksiyon süresi ile ters orantılıdır, bu nedenle: Cevap: t=15sn. Bağımsız çözüm için sorular ve görevler 1. Reaksiyon hızını tanımlayın. Farklı hızlarda ilerleyen tepkimelere örnekler veriniz. 2. Sistemin sabit bir hacminde meydana gelen bir kimyasal reaksiyonun gerçek hızının ifadesi aşağıdaki gibi yazılır: dC v = ±--. d t İfadenin sağ tarafında hangi durumlarda olumlu, hangi durumlarda olumsuz işaretlere ihtiyaç olduğunu belirtin. 3. Bir kimyasal reaksiyonun hızını hangi faktörler belirler? 4. Aktivasyon enerjisine ne denir? Bir kimyasal reaksiyonun hızını hangi faktör etkiler? 5. Artan sıcaklıkla reaksiyon hızındaki güçlü artışı ne açıklar? 6. Kimyasal kinetiğin temel yasasını - kütle hareketi yasasını tanımlayın. Kim tarafından ve ne zaman formüle edilmiştir? 7. Bir kimyasal reaksiyonun hız sabiti neye bağlıdır ve hangi faktörlere bağlıdır? 8. Katalizör nedir ve kimyasal reaksiyonun hızını nasıl etkiler? 9. İnhibitör kullanan işlemlere örnekler verin. 10. Destekleyiciler nedir ve nerede kullanılırlar? 11. Hangi maddelere "katalitik zehirler" denir? Bu tür maddelere örnekler veriniz. 12. Homojen ve heterojen kataliz nedir? Katalitik süreçlerini kullanan süreçlere örnekler verin. 13. Gaz karışımının hacmi 2 kat azaltılırsa 2CO + 02 = 2CO2 reaksiyon hızı nasıl değişir? 14. Sıcaklığın 10 °C artmasıyla reaksiyon hızının 2 kat artacağı biliniyorsa, 10 °C'den 40 °C'ye sıcaklık artışıyla kimyasal reaksiyon hızı kaç kat artar? ? 15. Her 10 ° C için sıcaklıkta bir artışla A + B \u003d C reaksiyonunun hızı üç kez artar. Sıcaklık 50 °C arttığında reaksiyon hızı kaç kat artar? 16. Başlangıç maddelerinin konsantrasyonları 4 kat artırılırsa, hidrojen ve brom etkileşiminin reaksiyon hızı kaç kat artar? 17. 40 ° C (y \u003d 2) sıcaklıktaki bir artışla reaksiyon hızı kaç kez artacak? 18. Sistemdeki basınç iki katına çıkarsa 2NO + 02 ^ 2N02 reaksiyon hızı nasıl değişir? 19. Reaksiyon hızının 125 kat artması için N2 + 3H2^ 2NH3 sisteminde hidrojen konsantrasyonu kaç kat arttırılmalıdır? 20. Nitrik oksit (II) ve klor arasındaki reaksiyon, 2NO + C12 2NOC1 denklemine göre ilerler; aşağıdaki artışlarla reaksiyon hızının nasıl değişeceği: a) nitrik oksit konsantrasyonunun iki katı; b) klor konsantrasyonu iki katına çıktı; c) her iki maddenin konsantrasyonu iki katına mı çıktı? . 21. 150°C'de bazı reaksiyonlar 16 dakikada tamamlanır. 2.5'lik bir sıcaklık katsayısı varsayarak, aynı reaksiyonun 80°C'de ne kadar süreceğini hesaplayın. 22. Reaksiyon hızının 32 kat artması için sıcaklık kaç derece arttırılmalıdır. Reaksiyon hızının sıcaklık katsayısı 2'dir. 23. 30 °C'de reaksiyon 3 dakikada gerçekleşir. Reaksiyon hızının sıcaklık katsayısı 3 ise, aynı reaksiyon 50 °C'de ne kadar sürer. 24. 40 °C sıcaklıkta reaksiyon 36 dakika ve 60 °C'de - 4 dakika sürer. Reaksiyon hızının sıcaklık katsayısını hesaplayın. 25. 10 °C'deki reaksiyon hızı 2 mol/l'dir. Reaksiyon hızının sıcaklık katsayısı 2 ise, bu reaksiyonun hızını 50°C'de hesaplayın.
Örnek 4.1. Her reaksiyonun reaksiyon hızı nasıl değişecek?
2NO (g) + Cl2 (g) = 2NOCI (g) (1); CaO (c) + CO2 (g) \u003d CaC03 (c) (2),
her sistemdeki basınç 3 kat artırılırsa?
Çözüm. Reaksiyon (1) homojendir ve kütle etkisi yasasına göre ilk reaksiyon hızı v = k∙ ∙ ; reaksiyon (2) heterojendir ve hızı v = k∙ denklemi ile ifade edilir. Katı fazdaki maddelerin konsantrasyonu (bu reaksiyonda CaO) reaksiyon sırasında değişmez, bu nedenle kütle hareket kanunu denklemine dahil edilmez.
Sistemlerin her birinde 3 kat basınç artışı, sistemin hacminde 3 kat azalmaya ve reaksiyona giren gaz halindeki maddelerin her birinin konsantrasyonunda 3 kat artışa yol açacaktır. Yeni reaksiyon hız konsantrasyonlarında: v" = k∙(3) 2 ∙3 = 27 k∙ ∙ (1) ve v" = k 3 (2). V ve v" hızları için ifadeleri karşılaştırdığımızda, reaksiyon (1) hızının 27 kat ve reaksiyon (2)'nin 3 kat arttığını görüyoruz.
Örnek 4.2. A ve B maddeleri arasındaki reaksiyon, 2A + B \u003d D denklemi ile ifade edilir. İlk konsantrasyonlar: C A \u003d 5 mol / l, C B \u003d 3.5 mol / l. Hız sabiti 0,4'tür. Başlangıç anında ve reaksiyon karışımında A maddesinin %60'ının kaldığı andaki reaksiyon hızını hesaplayın.
Çözüm. Kütlelerin hareket yasasına göre v = . İlk anda, hız v 1 \u003d 0.4 × 5 2 × 3.5 \u003d 35. Bir süre sonra, A maddesinin% 60'ı reaksiyon karışımında kalacaktır, yani A maddesinin konsantrasyonu 5 × 0.6 \ olacaktır. u003d 3 mol / l. Bu, A konsantrasyonunun 5 - 3 = 2 mol / l azaldığı anlamına gelir. A ve B birbirleriyle 2:1 oranında etkileştiğinden, B maddesinin konsantrasyonu 1 mol azalarak 3.5 - 1 = 2.5 mol / l'ye eşit hale geldi. Bu nedenle, v 2 \u003d 0.4 × 3 2 × 2.5 \u003d 9.
Örnek 4.3. Reaksiyonun başlamasından bir süre sonra
2NO + O 2 \u003d 2NO2 madde konsantrasyonları (mol / l): \u003d 0.06;
0.12; = 0,216. NO ve O 2'nin başlangıç konsantrasyonlarını bulun.
Çözüm. NO ve O2'nin başlangıç konsantrasyonları, 2 mol NO2'nin 2 mol 2NO2 oluşumu için harcandığı reaksiyon denklemi temelinde bulunur. Problemin durumuna göre, 0.216 mol NO harcanan 0.216 mol NO2 oluşmuştur. Bu nedenle, NO'nun başlangıç konsantrasyonu şuna eşittir:
0,06 + 0,216 = 0,276 mol/l.
Reaksiyon denklemine göre 2 mol NO2 oluşumu için 1 mol O2, 0.216 mol NO2 elde etmek için 0.216 / 2 = 0.108 mol / O2 gereklidir. O 2'nin ilk konsantrasyonu: \u003d 0.12 + 0.108 \u003d 0.228 mol / l.
Böylece, başlangıç konsantrasyonları şöyleydi:
0.276 mol/1; = 0.228 mol/l.
Örnek 4.4. 323 K'da bazı reaksiyonlar 30 s'de tamamlanır. Reaksiyon hızının sıcaklık katsayısı 2 ise, 283 K'da reaksiyon hızı ve süresinin nasıl değişeceğini belirleyin.
Çözüm. Van't Hoff kuralına göre, reaksiyon hızının kaç kez değişeceğini buluruz:
2 –4 = .
Reaksiyon hızı 16 kat azalır. Bir reaksiyonun hızı ve zamanı ters orantılıdır. Sonuç olarak, bu reaksiyonun süresi 16 kat artacak ve 30 × 16 = 480 s = 8 dak olacaktır.
Görevler
№ 4.1 . Reaksiyon, 3H 2 + CO = CH 4 + H 2 O denklemine göre ilerler
Reaktanların başlangıç konsantrasyonları (mol/l): = 0.8; CCO = 0,6. Hidrojen konsantrasyonu 1.2 mol/l'ye ve karbon monoksit konsantrasyonu 0.9 mol/l'ye yükseltilirse reaksiyon hızı nasıl değişecek?
(Yanıt vermek: 5 kat artacaktır).
№ 4.2 . N 2 O'nun ayrışma reaksiyonu 2N 2 O \u003d 2N 2 + O 2 denklemine göre ilerler. Reaksiyon hızı sabiti 5,10-4'tür. İlk konsantrasyon
0.32 mol/l. İlk anda ve %50 N 2 O'nun bozunduğu andaki reaksiyon hızını belirleyin. ( Yanıt vermek: 5,12 . 10 -5 ; 1,28 . 10 -5).
№ 4.3 . A ve B maddeleri arasındaki reaksiyon denklemle ifade edilir.
A + 2B = D. Başlangıç konsantrasyonları: CA = 0,3 mol / l ve C B = 0,4 mol / l. Hız sabiti 0.8'dir. Reaksiyonun başlangıç hızını hesaplayın ve bir süre sonra, A maddesinin konsantrasyonu 0.1 mol azaldığında reaksiyon hızının nasıl değiştiğini belirleyin.
(Yanıt vermek: 3,84 . 10 -2; 6 kat azaldı).
№ 4.4 .Sıcaklık 30 °C düştüğünde reaksiyon süresi 64 kat artarsa, reaksiyon hızının sıcaklık katsayısı nedir? ( Yanıt vermek: 4).
№ 4.5 .Reaksiyonun 20°C'de 3 saat sürmesi durumunda 45 dakikada hangi sıcaklıkta biteceğini hesaplayınız.Reaksiyon hızının sıcaklık katsayısı 3'tür ( Yanıt vermek: 32.6 yaklaşık C).
№ 4.6. Basınç 3 kat artırılırsa ve sıcaklık aynı anda 30 ° C artırılırsa (γ = 2) reaksiyon hızı CO + Cl 2 = COCl 2 nasıl değişecek?
(Yanıt vermek: 72 kat artacaktır).
№ 4.7 . Reaksiyonlar denklemlere göre ilerler
C (c) + O2 (g) \u003d CO2 (g) (1); 2CO (g) + O 2 (g) \u003d 2C02 (g) (2)
Her sistemde aşağıdaki durumlarda (1) ve (2) reaksiyonların hızı nasıl değişecektir: a) basınç 3 kat azaltılırsa; b) geminin hacmini 3 kat artırmak; c) oksijen konsantrasyonunu 3 kat arttırmak? ( Yanıt vermek: a) (1)'de 3, (2)'de 27 kat azalacaktır);
b) (1)'de 3, (2)'de 27 kat azalacaktır); c) (1) ve (2) 3 kat artacaktır).
№ 4.8 . Reaksiyon, H 2 + I 2 \u003d 2HI denklemine göre ilerler. Hız sabiti 0.16'dır. Hidrojen ve iyodin başlangıç konsantrasyonları sırasıyla 0,04 mol/l ve 0,05 mol/l'dir. H2 konsantrasyonu 0.03 mol / l'ye eşit olduğunda reaksiyonun başlangıç hızını ve hızını hesaplayın. ( Yanıt vermek: 3,2 . 10 -3 ; 1,9 . 10 -3).
№ 4.9 . Kükürt ve dioksitin oksidasyonu aşağıdaki denklemlere göre ilerler:
S (k) + O2 (g) \u003d S02 (g) (1); 2SO 2 (g) + O 2 (g) \u003d 2SO 3 (g) (2)
Her sistemde aşağıdaki durumlarda (1) ve (2) reaksiyonların hızı nasıl değişecektir: a) basınç 4 kat artırılırsa; b) geminin hacmini 4 kat azaltmak; c) oksijen konsantrasyonunu 4 kat arttırmak mı? ( Yanıt vermek: a) (1) 4, (2) 64 (kat);
b) (1) 4 kat, (2) 64 kat artacaktır); c) (1) ve (2) 4 kat artacaktır).
№ 4.10 . 2A + B = D reaksiyonunun hız sabiti 0.8'dir. Başlangıç konsantrasyonları: CA = 2.5 mol/l ve C B = 1.5 mol/l. Reaksiyonun bir sonucu olarak, C B maddesinin konsantrasyonunun 0.6 mol / l olduğu ortaya çıktı. Neyin CA'ya eşit olduğunu ve reaksiyon hızını hesaplayın. ( Yanıt vermek: 0.7 mol/1; 0.235).
№ 4.11. Reaksiyon, 4HCl + O 2 = 2H 2 O + 2Cl 2 denklemine göre ilerler
Reaksiyonun başlamasından bir süre sonra, içerdiği maddelerin konsantrasyonları (mol / l): \u003d 0.85; = 0.44; = 0.30. HCl ve O 2'nin başlangıç konsantrasyonlarını hesaplayın. ( Yanıt vermek:= 1.45; = 0,59 mol/l).
№ 4.12 . CO + H 2 O ↔ CO 2 + H 2 reaksiyonundaki maddelerin başlangıç konsantrasyonları
eşitti (mol/l): CCO = 0.5; = 0,6; = 0.4; = 0.2. %60 H 2 O reaksiyona girdikten sonra reaksiyona dahil olan tüm maddelerin konsantrasyonlarını hesaplayın. Yanıt vermek: CCO = 0.14; = 0.24; = 0.76; = 0,56 mol/l).
№ 4.13 . 2CO + O 2 \u003d CO 2 reaksiyon hızı aşağıdaki durumlarda nasıl değişecektir:
a) reaksiyon kabının hacmini 3 kez artırmak; b) CO konsantrasyonunu 3 kat artırmak; c) sıcaklığı 40 o C arttırın (γ = 2)? ( Yanıt vermek: a) 27 kat azalacak; b) 9 kat artacak; c) 16 kat artacaktır).
№ 4.14 . 10°C'de reaksiyon 20 dakikada tamamlanır. Sıcaklık katsayısı 3 ise, sıcaklık 40 °C'ye yükseldiğinde reaksiyon ne kadar sürecek? ( Yanıt vermek: 44,4 sn).
№ 4.15 . Kaç kat arttırılmalı
a) 2CO \u003d CO 2 + C sistemindeki CO konsantrasyonu, böylece reaksiyon hızı 4 kat artar mı?
b) N 2 + 3H 2 \u003d 2NH3 sistemindeki hidrojen konsantrasyonu, böylece reaksiyon hızı 100 kat artar mı?
c) sistemdeki basınç 2NO + O 2 = 2NO 2 böylece NO 2 oluşum hızı 10 3 kat artar mı? ( Yanıt vermek: 2 kez; 4.64 kez; 10 kere).
№ 4.16 . C A \u003d 0.15 mol / l'de reaksiyon hızı A + 2B \u003d AB 2 ve
C B \u003d 0,4 mol / l, 2,4 ∙ 10 -3'e eşittir. B konsantrasyonu 0,2 mol/L olduğunda hız sabitini ve reaksiyon hızını belirleyin. ( Yanıt vermek: 0,1; 2 ∙ 10 -4).
№ 4.17 . A maddesinin konsantrasyonu 3 kat artırılırsa, B maddesinin konsantrasyonu 2 kat azaltılırsa ve sıcaklık 40 ° C artarsa 2A + B = A 2 B reaksiyon hızı nasıl değişir (γ \u003d 2 )? ( Yanıt vermek: 72 kat artacaktır).
№ 4.18. Reaksiyon, 2H 2 S + 3O 2 = 2SO 2 + 2H 2 O denklemine göre ilerler.
Reaksiyonun başlamasından bir süre sonra, içerdiği maddelerin konsantrasyonları (mol / l): \u003d 0.009; = 0.02; = 0.003. Hesaplayın: = 0,7 mol/l).
Yükleniyor...