Brzina reakcije 2a se nije promijenila. Predmet

1. Brzina hemijske reakcije, razlika između prosječne i trenutne brzine.

2. Zapišite matematički izraz zakon djelovanja mase za hemijske reakcije:

2A + B = A 2 V

4Fe + 3O 2 = 2Fe 2 O 3

3. Zavisnost brzine hemijske reakcije od prirode reagujućih supstanci i temperature. Van't Hoffov zakon, Arrheniusova jednadžba. Homogena i heterogena kataliza. Primjeri. Mehanizam djelovanja katalizatora. Energija aktivacije hemijske reakcije.

4. Konstanta brzine za reakciju A + 2B = AB 2 jednaka je 2 10 -3 l/(mol s). Izračunajte njegovu brzinu u početnom trenutku, kada je C A = C B = 0,4 mol/l i nakon nekog vremena. U ovom trenutku koncentracija supstance AB 2 bila je 0,1 mol/l.

5. sagorevanje metana u kiseoniku ako se koncentracija kiseonika poveća 5 puta?

6. Hemijska reakcija se odvija prema jednačini A + B = C. U početnom trenutku vremena, C A = 2,7 mol/l, C B = 2,5 mol/l. Nakon 0,5 sati koncentracija tvari A se smanjila i postala jednaka CA = 2,5 mol/l. Izračunajte koncentraciju tvari B i C u ovom trenutku i prosječna brzina u navedenom vremenskom periodu.

7. Koliko puta treba povećati pritisak da se brzina hemijske reakcije 2NO 2 + O 2 = 2NO 2 poveća 1000 puta?

8. Koliko će se puta promijeniti brzina hemijske reakcije kada se temperatura smanji sa 70 na 30 0 C, ako temperaturni koeficijent jednako 3.

9. Za koliko stepeni treba povećati temperaturu da bi se brzina hemijske reakcije povećala za 81 puta? Temperaturni koeficijent brzine reakcije je 3?

10. Izračunajte temperaturni koeficijent određene hemijske reakcije ako se s porastom temperature od 10 do 50 0 C brzina hemijske reakcije poveća 16 puta.

Primjeri izvršavanja zadataka

Primjer 1. Napišite matematički izraz za zakon djelovanja mase za sljedeće kemijske reakcije:

Odgovori. Za reakciju (1) brzina ovisi samo o koncentraciji SO 2, za reakciju (2) - samo o koncentraciji H 2.

Primjer 2. Kako će se promijeniti brzina hemijske reakcije?

4Al(k) + 3O 2 (g) = 2Al 2 O 3 (k),

ako se koncentracija kisika poveća za 3 puta?

Rješenje

1. Zapisujemo izraz za ovisnost brzine kemijske reakcije od koncentracije reaktanata: V 1 = k 3 .

2. Kada se koncentracija kiseonika poveća za 3 puta, brzina hemijske reakcije se povećava: V 2 = k 3 .

V 2 / V 1 = ¾¾¾¾¾¾ = 27

Odgovori. Kada se koncentracija kiseonika poveća za 3 puta, brzina hemijske reakcije se povećava za 27 puta.

Primjer 3. Kako će se promijeniti brzina hemijske reakcije?

2Al(k) + 3Cl 2 (g) = 2AlCl 3 (k)

kada se pritisak udvostruči?

Rješenje.

1. Zapisujemo izraz za ovisnost brzine kemijske reakcije od koncentracije reaktanata: V 1 = k 3 .

2. Kada se pritisak udvostruči, koncentracija hlora se takođe udvostručuje. Dakle, V 2 = k 3.

3. Promjena brzine hemijske reakcije je

V 2 / V 1 = ¾¾¾¾¾¾ = 8

Odgovori. Kada se pritisak udvostruči, brzina ove hemijske reakcije se povećava 8 puta.

Primjer 4. Temperaturni koeficijent brzine hemijske reakcije je 2,5. Kako će se promeniti njena brzina a) kada se temperatura reakcione smeše poveća sa 60 na 100 o C; b) kada temperatura padne sa 50 na 30 o C.

Rješenje

1. Ovisnost brzine kemijske reakcije od temperature određena je Van't Hoffovim pravilom. Njegov matematički izraz je:

V 2 = V 1 γ (t2 - t1) / 10.

Dakle, a) V 2 / V 1 = 2,5 (100-60) / 10 = 2,5 4 = 39,06;

b) V 2 / V 1 = 2,5 (30-50) / 10 = 2,5 -2 = 1/ 6,25 = 0,16.

Odgovori. Kada se temperatura poveća za 40 o, brzina ove reakcije se povećava za 39,06 puta kada se temperatura smanji za 20 o, brzina kemijske reakcije se smanjuje za 6,25 puta i iznosi samo 0,16 od brzine kemijske reakcije na temperaturi; od 50 o C.

Predmet. Hemijska ravnoteža

Test pitanja i zadaci

1. Reverzibilne i ireverzibilne hemijske reakcije. Navedite primjere. Glavni znakovi ireverzibilnosti reakcija. Lažna hemijska ravnoteža.

2. Zakon djelovanja mase za reverzibilne kemijske reakcije. Fizičko značenje konstante hemijske ravnoteže.

3. Zapišite izraz za konstantu kemijske ravnoteže za sljedeće kemijske reakcije:

3Fe(k) + 4H 2 O(g) Fe 3 O 4 (k) + 4H 2 (g)

CaO(k) + CO 2 (g) CaCO 3 (k)

Ca(k) + C(k) +3/2O 2 (g) CaCO 3 (k)

4. Le Chatelierov princip. Navedite primjere.

5. Kako povećanje pritiska utiče na promjenu hemijske ravnoteže u sljedećim reakcijama:

H 2 (g) + J 2 (g) 2HJ (g)

CO(g) + Cl 2 (g) COCl 2 (g)

2NO(g) + O 2 (g) 2NO 2 (g)

C(k) + CO 2 (g) 2CO(g)

6. Hemijska ravnoteža u sljedećim reakcijama će se pomjeriti u smjeru prednje ili obrnute reakcije kako se temperatura smanjuje:

2H 2 S(g) + 3O 2 (g) 2SO 2(g) + 2H 2 O(g) DH< 0

2N 2 (g) + O 2 (g) 2N 2 O (g) DH > 0

2SO 2 (g) + O 2 (g) 2SO 3 (g) + 192,74 kJ

N 2 O 4 (g) 2NO 2 (g) - 54,47 kJ

7. Koji faktori mogu pomaknuti hemijsku ravnotežu ka direktnoj reakciji:

C(k) + H 2 O (g) CO (g) + H 2 (g) - 129,89 kJ

N 2 (g) + 3H 2 (g) 2NH 3 (g) DH< 0

8. Hemijska ravnoteža u reakciji 2SO 2 (g) + O 2 (g) = 2SO 3 (g) uspostavljena je pri sljedećim koncentracijama reaktanata: = 0,2 mol/l, = 0,05 mol/l, = 0,09 mol/l . Kako će se promijeniti brzina proste reakcije i brzina obrnute ako se zapremina gasne mešavine smanji za 3 puta?

9. Izračunajte ravnotežnu koncentraciju vodonika i hlora u hemijskoj reakciji: H 2 (g) + Cl 2 (g) = 2HCl (g), ako su početne koncentracije C (H 2) = 0,5 mol/l, C (Cl 2) = 1,5 mol/l, a ravnotežna koncentracija hlorovodonika = 0,8 mol/l. Izračunajte konstantu hemijske ravnoteže.

10. Na određenoj temperaturi sastav ravnotežne smjese je sljedeći: m(CO) = 11,2 g, m(Cl 2) = 14,2 g, m(COCl 2) = 19,8 g, zapremina joj je 10 litara. Izračunajte konstantu ravnoteže hemijske reakcije CO(g) + Cl 2 (g) COCl 2 (g)

Primjeri izvršavanja zadataka

Primjer 1. Napišite matematički izraz za konstantu kemijske ravnoteže reakcije Ca 3 N 2 (k) + 6H 2 O (g) = 3Ca(OH) 2 (k) + 2NH 3 (g).

Rješenje. Matematički izraz za konstantu hemijske ravnoteže (zakon dejstva mase za reverzibilne reakcije) ne uzima u obzir učešće supstanci u čvrstoj i tečnoj fazi. dakle,

Odgovori. Konstanta ravnoteže određena je omjerom ravnotežnih koncentracija amonijaka i vode u plinovitoj fazi.

Primjer 2. Za reakciju CoO(k) + CO(g) = Co(k) + CO 2 (g), izračunajte konstantu hemijske ravnoteže ako je 80% CO reagovalo do trenutka ravnoteže, početna koncentracija CO je 1,88 mol /l.

Rješenje

1. Matematički izraz za konstantu kemijske ravnoteže Kc = /.

2. Ravnotežne koncentracije CO i CO 2. Ravnotežna koncentracija CO bit će manja od početne (dio tvari - 80% - ušao je u kemijsku reakciju:

[CO] = C (CO)ref. – C (CO) reakcija. = 1,88 – (1,88 80)/ 100 =

0,376 mol/l.

Ravnotežna koncentracija CO 2 jednaka je:

[CO 2 ] = C (CO) reakcija = (1,88 80)/ 100 = 1,504 mol/l.

3. U matematičkom izrazu za konstantu kemijske ravnoteže zamjenjujemo vrijednosti ravnotežnih koncentracija CO i CO 2:

Kc = 1,504/0,376 = 4.

Odgovori. Konstanta hemijske ravnoteže ove reakcije je 4; što ukazuje da je u ovom trenutku brzina reakcije naprijed 4 puta veća od brzine reverzne reakcije.

Primjer 3. U kom pravcu će se pomeriti hemijska ravnoteža reakcije 2NiO(k) + CO 2 (g) + H 2 O(g) = (NiOH) 2 CO 3 (k) DH o?< 0

a) sa porastom pritiska, b) sa porastom temperature? Predložite optimalnu promjenu termodinamičkih parametara T i P za povećanje prinosa produkta reakcije.

Rješenje

1. U skladu sa Le Chatelierovim principom, povećanje pritiska pomera ravnotežu hemijske reakcije u pravcu koji je praćen smanjenjem zapremine reakcionog sistema. Kako pritisak raste, ravnoteža ove reakcije se pomiče udesno (brzina prednje reakcije je veća od reverzne reakcije).

2. U skladu sa Le Chatelierovim principom, povećanje temperature pomera hemijsku ravnotežu ka endotermnoj reakciji. Posljedično, kako temperatura raste, ravnoteža ove reakcije pomiče se ulijevo (brzina reverzne reakcije je veća od reakcije naprijed).

3. Da bi se povećao prinos produkta hemijske reakcije formiranja nikal (II) hidroksikarbonata, treba povećati pritisak i smanjiti temperaturu.

Primjer 4. Napišite izraz za konstantu kemijske ravnoteže reakcije:

MgO(k) + H 2 (g) = Mg(k) + H 2 O(l).

Da li povećanje pritiska utiče na promjenu hemijske ravnoteže?

Rješenje. Za heterogene reakcije u izrazu za brzinu.

Primjer 4.1. Kako će se promijeniti brzina reakcije svake reakcije?

2NO (g) + Cl 2 (g) = 2NOCI (g) (1); CaO (k) + CO 2 (g) = CaCO 3 (k) (2),

ako se u svakom sistemu pritisak poveća za 3 puta?

Rješenje. Reakcija (1) je homogena i, prema zakonu djelovanja mase, početna brzina reakcije je v = k∙ ∙ ; reakcija (2) je heterogena, a njena brzina je izražena jednadžbom v = k∙. Koncentracija tvari u čvrstoj fazi (CaO u ovoj reakciji) se ne mijenja tokom reakcije, pa stoga nije uključena u jednadžbu zakona djelovanja mase.

Povećanje pritiska u svakom od sistema za 3 puta će dovesti do smanjenja zapremine sistema za 3 puta i povećanja koncentracije svake od reagujućih gasovitih supstanci za 3 puta. Pri novim koncentracijama brzina reakcije: v" = k∙(3) 2 ∙3 = 27 k∙ ∙ (1) i v" = k 3 (2). Upoređujući izraze za brzine v i v", nalazimo da se brzina reakcije (1) povećava 27 puta, a reakcije (2) 3 puta.

Primjer 4.2. Reakcija između supstanci A i B izražava se jednadžbom 2A + B = D. Početne koncentracije su: C A = 5 mol/l, C B = 3,5 mol/l. Konstanta brzine je 0,4. Izračunajte brzinu reakcije u početnom trenutku iu trenutku kada 60% tvari A ostane u reakcijskoj smjesi.

Rješenje. Prema zakonu djelovanja mase v = . U početnom trenutku, brzina v 1 = 0,4 × 5 2 × 3,5 = 35. Nakon nekog vremena u reakcijskoj smjesi će ostati 60% tvari A, tj. koncentracija tvari A će postati jednaka 5 × 0,6 = 3 mol /l. To znači da se koncentracija A smanjila za 5 – 3 = 2 mol/l. Budući da A i B međusobno djeluju u omjeru 2:1, koncentracija tvari B se smanjila za 1 mol i postala jednaka 3,5 – 1 = 2,5 mol/l. Dakle, v 2 = 0,4 × 3 2 × 2,5 = 9.

Primjer 4.3. Neko vrijeme nakon početka reakcije

2NO + O 2 = 2NO 2 koncentracije supstanci su (mol/l): = 0,06;

0,12; = 0,216. Pronađite početne koncentracije NO i O 2.

Rješenje. Početne koncentracije NO i O 2 nalaze se na osnovu jednadžbe reakcije, prema kojoj se 2 mola NO troši da nastane 2 mola 2NO 2. Prema uslovima zadatka formirano je 0,216 mol NO 2, za šta je potrošeno 0,216 mol NO. To znači da je početna koncentracija NO:

0,06 + 0,216 = 0,276 mol/l.

Prema jednadžbi reakcije za stvaranje 2 mola NO 2 potreban je 1 mol O 2, a za dobijanje 0,216 mola NO 2 potrebno je 0,216 / 2 = 0,108 mol/O 2. Početna koncentracija O 2 je: = 0,12 + 0,108 = 0,228 mol/l.

Dakle, početne koncentracije su bile:

0,276 mol/l; = 0,228 mol/l.

Primjer 4.4. Na 323 K, neka reakcija se završava za 30 s. Odredite kako će se promijeniti brzina reakcije i vrijeme njenog nastupa na 283 K ako je temperaturni koeficijent brzine reakcije 2.

Rješenje. Koristeći Van't Hoffovo pravilo, nalazimo koliko će se puta brzina reakcije promijeniti:

2 –4 = .

Brzina reakcije se smanjuje za 16 puta. Brzina reakcije i vrijeme koje je potrebno da se dogodi su obrnuto proporcionalni. Posljedično, vrijeme ove reakcije će se povećati za 16 puta i iznosit će 30 × 16 = 480 s = 8 min.

Zadaci

№ 4.1 . Reakcija se odvija prema jednačini 3H 2 + CO = CH 4 + H 2 O

Početne koncentracije reaktanata bile su (mol/l): = 0,8; CCO = 0,6. Kako će se promijeniti brzina reakcije ako se koncentracija vodika poveća na 1,2 mol/l, a koncentracija ugljičnog monoksida na 0,9 mol/l?

(odgovor:će se povećati 5 puta).

№ 4.2 . Reakcija raspadanja N 2 O slijedi jednačinu 2N 2 O = 2N 2 + O 2. Konstanta brzine reakcije je 5·10 –4. Početna koncentracija

0,32 mol/l. Odredite brzinu reakcije u početnom trenutku iu trenutku kada se 50% N 2 O razgrađuje (. odgovor: 5,12 . 10 -5 ; 1,28 . 10 -5).

№ 4.3 . Reakcija između supstanci A i B izražava se jednadžbom

A + 2B = D. Početne koncentracije: C A = 0,3 mol/l i C B = 0,4 mol/l. Konstanta brzine je 0,8. Izračunaj početna brzina reakciju i odrediti kako se brzina reakcije promijenila nakon nekog vremena kada se koncentracija tvari A smanji za 0,1 mol.

(odgovor: 3,84 . 10 -2 ; smanjen za 6 puta).

№ 4.4 .Koji je temperaturni koeficijent brzine reakcije ako se pri smanjenju temperature za 30 °C vrijeme reakcije poveća za 64 puta? ( odgovor: 4).

№ 4.5 .Izračunajte na kojoj temperaturi će se reakcija završiti za 45 minuta, ako na 20 o C traje 3 sata. Temperaturni koeficijent brzine reakcije je 3 ( odgovor: 32,6 o C).

№ 4.6. Kako će se promijeniti brzina reakcije CO + Cl 2 = COCl 2 ako se pritisak poveća 3 puta, a istovremeno temperatura za 30 o C (γ = 2)?

(odgovor:će se povećati 72 puta).

№ 4.7 . Reakcije se odvijaju prema jednadžbi

C (k) + O 2 (g) = CO 2 (g) (1); 2CO (g) + O 2 (g) = 2CO 2 (g) (2)

Kako će se promijeniti brzina reakcija (1) i (2) ako u svakom sistemu: a) smanjimo pritisak za 3 puta; b) povećati zapreminu posude za 3 puta; c) povećati koncentraciju kiseonika za 3 puta? ( odgovor: a) smanjiće se za (1) 3, (2) 27 puta);

b) će se smanjiti za (1) 3, (2) 27 puta); c) će se povećati za (1) i (2) za 3 puta).

№ 4.8 . Reakcija se odvija prema jednačini H 2 + I 2 = 2HI. Konstanta stope je 0,16. Početne koncentracije vodonika i joda su 0,04 mol/L i 0,05 mol/L, respektivno. Izračunajte početnu brzinu reakcije i njenu brzinu kada koncentracija H 2 postane jednaka 0,03 mol/l. ( odgovor: 3,2 . 10 -3 ; 1,9 . 10 -3).

№ 4.9 . Oksidacija sumpora i njegovog dioksida odvija se prema jednadžbama:

S (k) + O 2 (g) = SO 2 (g) (1); 2SO 2 (g) + O 2 (g) = 2SO 3 (g) (2)

Kako će se promijeniti brzina reakcija (1) i (2) ako u svakom sistemu: a) povećamo pritisak za 4 puta; b) smanjiti zapreminu posude za 4 puta; c) povećati koncentraciju kiseonika za 4 puta? ( odgovor: a) će se povećati za (1) 4, (2) 64 (put);

b) će se povećati za (1) 4, (2) 64 puta); c) će se povećati za (1) i (2) 4 puta).

№ 4.10 . Konstanta brzine za reakciju 2A + B = D je 0,8. Početne koncentracije: C A = 2,5 mol/l i C B = 1,5 mol/l. Kao rezultat reakcije, koncentracija supstance C B bila je jednaka 0,6 mol/l. Izračunajte čemu su CA i brzina reakcije postali jednaki. ( odgovor: 0,7 mol/l; 0,235).

№ 4.11. Reakcija se odvija prema jednačini 4HCl + O 2 = 2H 2 O + 2Cl 2

Neko vrijeme nakon početka reakcije, koncentracije supstanci uključenih u nju su postale (mol/l): = 0,85; = 0,44; = 0,30. Izračunajte početne koncentracije HCl i O 2. ( odgovor:= 1,45; = 0,59 mol/l).

№ 4.12 . Početne koncentracije tvari u reakciji CO + H 2 O ↔ CO 2 + H 2

bili su jednaki (mol/l): CCO = 0,5; = 0,6; = 0,4; = 0,2. Izračunajte koncentracije svih supstanci koje učestvuju u reakciji nakon što je 60% H 2 O reagiralo (. odgovor: CCO = 0,14; = 0,24; = 0,76; = 0,56 mol/l).

№ 4.13 . Kako će se promijeniti brzina reakcije 2CO + O 2 = CO 2 ako:

a) povećati volumen reakcione posude 3 puta; b) povećati koncentraciju CO za 3 puta; c) povećati temperaturu za 40 o C (γ = 2)? ( odgovor: a) smanjiće se za 27 puta; b) povećaće se 9 puta; c) povećaće se 16 puta).

№ 4.14 . Na 10 o C reakcija se završava za 20 minuta. Koliko će trajati reakcija kada temperatura poraste na 40 o C ako je temperaturni koeficijent 3? ( odgovor: 44,4 s).

№ 4.15 . Koliko puta treba povećati?

a) koncentracija CO u sistemu 2CO = CO 2 + C, tako da se brzina reakcije povećava 4 puta?

b) koncentracija vodonika u sistemu N 2 + 3H 2 = 2NH 3 tako da se brzina reakcije povećava 100 puta?

c) pritisak u sistemu 2NO + O 2 = 2NO 2 tako da se brzina stvaranja NO 2 povećava za 10 3 puta? ( odgovor: 2 puta; 4,64 puta; 10 puta).

№ 4.16 . Brzina reakcije A + 2B = AB 2 pri C A = 0,15 mol/l i

C B = 0,4 mol/l je jednako 2,4 ∙ 10 −3. Odredite konstantu brzine i brzinu reakcije kada koncentracija B postane 0,2 mol/L. ( odgovor: 0,1; 2 ∙ 10 -4).

№ 4.17 . Kako će se promijeniti brzina reakcije 2A + B = A 2 B ako se koncentracija supstance A poveća za 3 puta, koncentracija supstance B smanji za 2 puta, a temperatura se poveća za 40 o C (γ = 2 )? ( odgovor:će se povećati 72 puta).

№ 4.18. Reakcija slijedi jednačinu 2H 2 S + 3O 2 = 2SO 2 + 2H 2 O.

Neko vrijeme nakon početka reakcije, koncentracije supstanci uključenih u nju su postale (mol/l): = 0,009; = 0,02; = 0,003. Izračunajte: = 0,7 mol/l).

Problem 325.
Pronađite vrijednost konstante brzine za reakciju A + B ⇒ AB, ako je pri koncentracijama tvari A i B jednakim 0,05 odnosno 0,01 mol/l, brzina reakcije 5 . 10 -5 mol/(l. min).
Rješenje:
Brzina hemijska reakcija je izražena jednadžbom:

v- ,k- konstanta brzine reakcije

Odgovori: 0,1/mol. min.

Problem 326.
Koliko će se puta promijeniti brzina reakcije 2A + B ⇒ A 2 B ako se koncentracija tvari A poveća 2 puta, a koncentracija tvari B smanji za 2 puta?
Rješenje:

v- ,k- konstanta brzine reakcije, [A] i [B] – koncentracije polaznih supstanci.

Zbog povećanja koncentracije supstance A za 2 puta i smanjenja koncentracije supstance B za 2 puta, brzina reakcije će biti izražena jednadžbom:

Upoređujući izraze za v i v" nalazimo da se brzina reakcije povećala za 2 puta.

odgovor: povećan za 2 puta.

Problem 327.
Koliko puta treba povećati koncentraciju supstance B 2 u sistemu?
2A 2(g) + B 2(g) = 2A 2 B, tako da kada se koncentracija supstance A smanji za 4 puta, brzina direktne reakcije se ne mijenja?
Rješenje:
Koncentracija supstance A smanjena je za 4 puta. Promjenu koncentracije tvari B označavamo sa x. Tada, prije nego se promijeni koncentracija tvari A, brzina reakcije se može izraziti jednadžbom:

v- ,k- konstanta brzine reakcije, [A] i [B] – koncentracije polaznih supstanci.
Nakon promjene koncentracije tvari A 2, brzina reakcije će biti izražena jednadžbom:

Prema uslovima zadatka, v = v" ili

Dakle, potrebno je povećati koncentraciju supstance B 2 u sistemu 2A 2 (g) + B 2 (g) = 2A 2 B za 16 puta, tako da kada se koncentracija supstance A 2 smanji za 4 puta, brzina direktne reakcije se ne mijenja.

Odgovori: 16 puta.

Problem 328.
Uvode se dvije posude istog kapaciteta: u prvu - 1 mol gasa A i 2 mola gasa B, u drugu - 2 mola gasa A i 1 mol gasa B. Temperatura u obe posude je ista. Hoće li se brzina reakcije između plinova A i B u ovim posudama razlikovati ako se brzina reakcije izrazi sa: a) jednačinom b) jednačinom
Rješenje:
a) Ako je brzina reakcije izražena jednadžbom, tada, uzimajući u obzir koncentracije tvari A i B u posudama, zapisujemo izraze za brzine reakcije za posude:

dakle,

b) Ako je brzina reakcije izražena jednadžbom, tada, uzimajući u obzir koncentracije tvari A i B u posudama, zapisujemo izraze za brzine reakcije za posude:

dakle,

Odgovori: a) ne, b) da.

Problem 329.
Neko vrijeme nakon početka reakcije 3A+B ⇒ 2C+D koncentracije supstanci su bile: [A] = 0,03 mol/l; [B] =0,01 mol/l; [C] = 0,008 mol/l. Koje su početne koncentracije tvari A i B?

Rješenje:
Da bismo pronašli koncentracije supstanci A i B, uzimamo u obzir da se, prema jednadžbi reakcije, od 3 mola supstance A i 1 mola supstance B formira 1 mol supstance C problem, 0,008 mola supstance C nastalo je u svakoj litri sistema, zatim je potrošeno 0,012 mola supstance A (3/2 . 0,008 = 0,012) i 0,004 mol supstance B (1/2 . 0,008 = 0,004). Dakle, početne koncentracije tvari A i B bit će jednake:

[A] 0 = 0,03 + 0,012 = 0,042 mol/l;
[B] 0 = 0,01 + 0,004 = 0,014 mol/l.

odgovor:[A] 0 = 0,042 mol/l; [B] 0 = 0,014 mol/l.

Problem 330.
U sistemu CO + C1 2 = COC1 2 koncentracija je povećana sa 0,03 na 0,12 mol/l, a koncentracija hlora sa 0,02 na 0,06 mol/l. Koliko puta se povećala brzina reakcije naprijed?
Rješenje:
Prije promjene koncentracije, brzina reakcije se može izraziti jednadžbom:

v je brzina reakcije, k je konstanta brzine reakcije, [CO] i koncentracije polaznih supstanci.

Nakon povećanja koncentracije reaktanata, brzina reakcije je:

Izračunajmo koliko se puta povećala brzina reakcije:

Odgovori: 12 puta.

1. Osnovni pojmovi i postulati kemijske kinetike

Hemijska kinetika je grana fizičke hemije koja proučava brzine hemijskih reakcija. Glavni zadaci hemijske kinetike: 1) proračun brzina reakcija i određivanje kinetičkih krivulja, tj. ovisnost koncentracija reaktanata o vremenu ( direktni zadatak); 2) određivanje reakcionih mehanizama iz kinetičkih krivulja ( inverzni problem).

Brzina kemijske reakcije opisuje promjenu koncentracije reaktanata u jedinici vremena. Za reakciju

a A+ b B+... d D+ e E+...

brzina reakcije se određuje na sljedeći način:

gdje uglaste zagrade označavaju koncentraciju tvari (obično se mjeri u mol/l), t- vrijeme; a, b, d, e- stehiometrijski koeficijenti u jednadžbi reakcije.

Brzina reakcije ovisi o prirodi reaktanata, njihovoj koncentraciji, temperaturi i prisutnosti katalizatora. Ovisnost brzine reakcije od koncentracije opisana je osnovnim postulatom kemijske kinetike - zakon masovne akcije:

Brzina hemijske reakcije u svakom trenutku vremena proporcionalna je trenutnim koncentracijama reaktanata, podignutim na određene stepene:

Gdje k- konstanta brzine (neovisno o koncentraciji); x, y- neki brojevi koji se pozivaju redosled reakcije prema supstanci A i B, respektivno. Generalno, ovi brojevi nemaju nikakve veze sa koeficijentima a I b u jednadžbi reakcije. Zbir eksponenata x+ y pozvao opšti redosled reakcija. Redoslijed reakcije može biti pozitivan ili negativan, cijeli broj ili razlomak.

Većina hemijskih reakcija sastoji se od nekoliko koraka tzv elementarne reakcije. Pod elementarnom reakcijom se obično podrazumijeva jedan čin stvaranja ili kidanja kemijske veze, koji se odvija kroz formiranje prijelaznog kompleksa. Broj čestica koje učestvuju u elementarnoj reakciji se naziva molekularnost reakcije. Postoje samo tri tipa elementarnih reakcija: monomolekularne (A B + ...), bimolekularne (A + B D + ...) i trimolekularne (2A + B D + ...). Za elementarne reakcije, ukupni red je jednak molekularnosti, a redoslijed po supstancama jednak je koeficijentima u jednadžbi reakcije.

PRIMJERI

Primjer 1-1. Brzina stvaranja NO u reakciji 2NOBr (g) 2NO (g) + Br 2 (g) je 1,6. 10 -4 mol/(l.s). Koja je brzina reakcije i brzina potrošnje NOBr?

Rješenje. Po definiciji, brzina reakcije je:

Mol/(l.s).

Iz iste definicije proizlazi da je stopa potrošnje NOBr jednaka brzini stvaranja NO sa suprotnim predznakom:

mol/(l.s).

Primjer 1-2. U reakciji 2. reda A + B D, početne koncentracije tvari A i B su jednake 2,0 mol/L odnosno 3,0 mol/L. Brzina reakcije je 1,2. 10 -3 mol/(l.s) pri [A] = 1,5 mol/l. Izračunajte konstantu brzine i brzinu reakcije na [B] = 1,5 mol/L.

Rješenje. Prema zakonu djelovanja mase, brzina reakcije je u svakom trenutku jednaka:

Do trenutka kada je [A] = 1,5 mol/l reagovalo je 0,5 mol/l supstanci A i B, pa je [B] = 3 – 0,5 = 2,5 mol/l. Konstanta stope je:

L/(mol. s).

Do trenutka kada je [B] = 1,5 mol/l reagovalo je 1,5 mol/l supstanci A i B, dakle [A] = 2 – 1,5 = 0,5 mol/l. Brzina reakcije je:

Mol/(l.s).

ZADACI

1-1. Kako je brzina reakcije sinteze amonijaka 1/2 N 2 + 3/2 H 2 = NH 3 izražena u smislu koncentracija dušika i vodonika? (odgovor)

1-2. Kako će se promijeniti brzina reakcije sinteze amonijaka 1/2 N 2 + 3/2 H 2 = NH 3 ako se jednačina reakcije zapiše kao N 2 + 3H 2 = 2NH 3? (odgovor)

1-3. Koji je redoslijed elementarnih reakcija: a) Cl + H 2 = HCl + H; b) 2NO + Cl 2 = 2NOCl? (odgovor)

1-4. Koja od sljedećih veličina može biti a) negativna; b) frakcijske vrijednosti: brzina reakcije, red reakcije, molekularnost reakcije, konstanta brzine, stehiometrijski koeficijent? (odgovor)

1-5. Zavisi li brzina reakcije o koncentraciji produkta reakcije? (odgovor)

1-6. Koliko puta će se povećati brzina elementarne reakcije u gasnoj fazi A = 2D kada se pritisak poveća za 3 puta (odgovor)?

1-7. Odrediti red reakcije ako konstanta brzine ima dimenziju l 2 / (mol 2 . s). (odgovor)

1-8. Konstanta brzine gasne reakcije 2. reda na 25 o C jednaka je 10 3 l/(mol. s). Koliko je ta konstanta jednaka ako se kinetička jednačina izrazi kao pritisak u atmosferama (odgovor)?

1-9. Za reakciju u gasnoj fazi n nA B, izraziti brzinu formiranja B u smislu ukupnog pritiska (odgovor)

1-10. Konstante brzine za prednju i reverznu reakciju su 2,2 i 3,8 l/(mol. s). Po kom od sljedećih mehanizama mogu nastati ove reakcije: a) A + B = D; b) A + B = 2D; c) A = B + D; d) 2A = B. (odgovor)

1-11. Reakcija raspadanja 2HI H 2 + I 2 ima 2. red sa konstantom brzine k= 5,95. 10 -6 l/(mol. s). Izračunajte brzinu reakcije pri pritisku od 1 atm i temperaturi od 600 K. (odgovor)

1-12. Brzina reakcije 2. reda A + B D je 2,7. 10 -7 mol/(l.s) pri koncentracijama tvari A i B, respektivno, 3,0. 10 -3 mol/l i 2,0 mol/l. Izračunajte konstantu brzine.(odgovor)

1-13. U reakciji 2. reda A + B 2D, početne koncentracije tvari A i B su jednake 1,5 mol/l. Brzina reakcije je 2,0. 10 -4 mol/(l.s) pri [A] = 1,0 mol/l. Izračunajte konstantu brzine i brzinu reakcije na [B] = 0,2 mol/L. (odgovor)

1-14. U reakciji 2. reda A + B 2D, početne koncentracije tvari A i B jednake su 0,5 i 2,5 mol/l, respektivno. Koliko je puta brzina reakcije pri [A] = 0,1 mol/l manja od početne brzine? (odgovor)

1-15. Brzina reakcije u gasnoj fazi je opisana jednadžbom w = k. [A] 2 . [B]. U kom omjeru između koncentracija A i B će početna brzina reakcije biti maksimalna pri fiksnom ukupnom pritisku? (odgovor)

2. Kinetika jednostavnih reakcija

U ovom dijelu ćemo sastaviti i riješiti kinetičke jednadžbe za ireverzibilne reakcije cijelog reda zasnovane na zakonu djelovanja mase.

Reakcije 0. reda. Brzina ovih reakcija ne zavisi od koncentracije:

gdje je [A] koncentracija polazne tvari. Nulti red se javlja u heterogenim i fotohemijskim reakcijama.

Reakcije 1. reda. U reakcijama tipa A–B, brzina je direktno proporcionalna koncentraciji:

Prilikom rješavanja kinetičkih jednadžbi često se koristi sljedeća oznaka: početna koncentracija [A] 0 = a, trenutna koncentracija [A] = a - x(t), Gdje x(t) je koncentracija izreagovane supstance A. U ovoj notaciji, kinetička jednadžba za reakciju 1. reda i njeno rješenje imaju oblik:

Rješenje kinetičke jednadžbe je također napisano u drugom obliku, pogodnom za analizu redoslijeda reakcije:

Vrijeme tokom kojeg se polovina supstance A raspada naziva se periodom poluraspada t 1/2. Definisano je jednadžbom x(t 1/2) = a/2 i jednako

Reakcije 2. reda. U reakcijama tipa A + B D + ..., brzina je direktno proporcionalna proizvodu koncentracija:

Početne koncentracije supstanci: [A] 0 = a, [B] 0 = b; trenutne koncentracije: [A] = a- x(t), [B] = b - x(t).

Prilikom rješavanja ove jednačine razlikuju se dva slučaja.

1) identične početne koncentracije tvari A i B: a = b. Kinetička jednačina ima oblik:

Rješenje ove jednadžbe je napisano u različitim oblicima:

Vremeni poluraspada supstanci A i B su isti i jednaki:

2) Početne koncentracije tvari A i B su različite: a b. Kinetička jednačina ima oblik:
.

Rješenje ove jednačine se može napisati na sljedeći način:

Vrijeme poluraspada tvari A i B je različito: .

Reakcije N-tog reda n A D + ... Kinetička jednačina ima oblik:

Rješenje kinetičke jednadžbe:

. (2.1)

Poluživot supstance A obrnuto je proporcionalan ( n-1) stepen početne koncentracije:

. (2.2)

Primjer 2-1. Vrijeme poluraspada radioaktivnog izotopa 14 C je 5730 godina. Tokom arheoloških iskopavanja pronađeno je drvo čiji je sadržaj 14 C bio 72% normalnog. Koliko je staro drvo?
Rješenje. Radioaktivni raspad je reakcija prvog reda. Konstanta stope je:

Životni vijek stabla se može naći rješavanjem kinetičke jednadžbe, uzimajući u obzir činjenicu da je [A] = 0,72. [A] 0:

Primjer 2-2. Utvrđeno je da je reakcija 2. reda (jedan reagens) 75% završena za 92 minuta pri početnoj koncentraciji reagensa od 0,24 M. Koliko će vremena trebati da koncentracija reagensa dostigne 0,16 M pod istim uslovima?
Rješenje. Zapišimo dva puta rješenje kinetičke jednadžbe za reakciju 2. reda s jednim reagensom:

gdje, pod uslovom, a= 0,24 M, t 1 = 92 min, x 1 = 0,75. 0,24 = 0,18 M, x 2 = 0,24 - 0,16 = 0,08 M. Podijelimo jednu jednačinu drugom:

Primjer 2-3. Za elementarnu reakciju n A B period poluraspada A označavamo sa t 1/2, a vreme raspada A sa 75% sa t 3/4. Dokažite da omjer t 3/4 / t 1/2 ne ovisi o početnoj koncentraciji, već je određen samo redoslijedom reakcije n.Rješenje. Napišimo dva puta rješenje kinetičke jednadžbe za reakciju n-ti red sa jednim reagensom:

i podijelite jedan izraz drugim. Konstante k I a oba izraza će se poništiti i dobijamo:

Ovaj rezultat se može generalizirati dokazivanjem da omjer vremena za koje je stupanj konverzije a i b ovisi samo o redoslijedu reakcije:

ZADACI

2-1. Koristeći rješenje kinetičke jednadžbe, dokazati da je za reakcije 1. reda vrijeme t x, tokom kojeg dostiže stepen konverzije polazne supstance x, ne zavisi od početne koncentracije. (odgovor)

2-2. Reakcija prvog reda se odvija 30% za 7 minuta. Koliko će vremena trebati da reakcija bude 99% potpuna? (odgovor)

2-3. Vrijeme poluraspada radioaktivnog izotopa 137 Cs, koji je ušao u atmosferu kao rezultat Černobilska nesreća, - 29,7 godina. Nakon kojeg vremena će količina ovog izotopa biti manja od 1% originalne? (odgovor)

2-4. Vrijeme poluraspada radioaktivnog izotopa 90 Sr, koji ulazi u atmosferu tokom nuklearnih testova, iznosi 28,1 godinu. Pretpostavimo da je tijelo novorođenčeta apsorbiralo 1,00 mg ovog izotopa. Koliko će stroncijuma ostati u organizmu nakon a) 18 godina, b) 70 godina, ako pretpostavimo da se ne izluči iz organizma (odgovor)?

2-5. Konstanta brzine reakcije prvog reda SO 2 Cl 2 = SO 2 + Cl 2 je 2,2. 10 -5 s -1 na 320 o C. Koliki procenat SO 2 Cl 2 će se razgraditi kada se drži 2 sata na ovoj temperaturi (odgovor)?

2-6. Konstanta brzine reakcije 1. reda

2N 2 O 5 (g) 4NO 2 (g) + O 2 (g)

na 25 o C je jednako 3,38. 10 -5 s -1 . Zašto jednak periodu poluživot N 2 O 5? Koliki će biti pritisak u sistemu nakon a) 10 s, b) 10 min, ako je početni pritisak bio 500 mm Hg? Art. (odgovor)

2-7. Reakcija prvog reda se izvodi s različitim količinama polaznog materijala. Hoće li se tangente na početne dijelove kinetičkih krivulja sjeći u jednoj tački na x-osi? Objasnite svoj odgovor (odgovor)

2-8. Reakcija prvog reda A 2B javlja se u gasnoj fazi. Početni pritisak je str 0 (B nedostaje). Naći zavisnost ukupnog pritiska od vremena. Nakon kojeg vremena će se pritisak povećati za 1,5 puta u odnosu na original? Kakav je napredak reakcije do tog trenutka? (odgovor)

2-9. Reakcija drugog reda 2A B odvija se u gasnoj fazi. Početni pritisak je str 0 (B nedostaje). Naći zavisnost ukupnog pritiska od vremena. Nakon kojeg vremena će se pritisak smanjiti za 1,5 puta u odnosu na original? Kakav je napredak reakcije do tog trenutka? (odgovor)

2-10. Supstanca A je pomešana sa supstancama B i C u jednakim koncentracijama od 1 mol/l. Nakon 1000 s ostaje 50% tvari A koliko će tvari A ostati nakon 2000 s ako reakcija ima: a) nulu, b) prvi, c) drugi, c) treći opći red.

2-11. Koja će od reakcija - prvog, drugog ili trećeg reda - završiti brže ako su početne koncentracije tvari 1 mol/l i sve konstante brzine izražene u mol/l i s jednake 1? (odgovor)

2-12. Reakcija

CH 3 CH 2 NO 2 + OH - H 2 O + CH 3 CHNO 2 -

ima drugi red i konstantu brzine k= 39,1 l/(mol. min) na 0 o C. Pripremljena je otopina koja sadrži 0,004 M nitroetana i 0,005 M NaOH. Koliko će vremena trebati da 90% nitroetana reagira?

2-13. Konstanta brzine za rekombinaciju H + i FG - (fenilglioksinat) jona u UFG molekulu na 298 K je jednaka k= 10 11,59 l/(mol. s). Izračunajte vrijeme potrebno da se reakcija završi 99,999% ako su početne koncentracije oba iona 0,001 mol/L. (odgovor)

2-14. Brzina oksidacije 1-butanola hipohlornom kiselinom ne zavisi od koncentracije alkohola i proporcionalna je 2. Koliko će vremena biti potrebno da reakcija oksidacije na 298 K završi 90% ako je početni rastvor sadržavao 0,1 mol/L HClO i 1 mol/L alkohola? Konstanta brzine reakcije je k= 24 l/(mol min). (odgovor)

2-15. Na određenoj temperaturi, 0,01 M rastvor etil acetata se saponifikuje sa 0,002 M rastvorom NaOH za 10% za 23 minuta. Nakon koliko minuta će se saponificirati do istog stepena sa 0,005 M rastvorom KOH? Smatrajte da je ova reakcija drugog reda i da su lužine potpuno disocirane (odgovor)

2-16. Reakcija drugog reda A + B P izvodi se u rastvoru sa početnim koncentracijama [A] 0 = 0,050 mol/L i [B] 0 = 0,080 mol/L. Nakon 1 sata koncentracija tvari A se smanjila na 0,020 mol/l. Izračunajte konstantu brzine i poluživot obje supstance.

Nepovratne reakcije

1. Kako će se promijeniti brzina reakcije 2A + B ® A 2 B ako se koncentracija tvari A poveća 2 puta, a koncentracija tvari B smanji 2 puta?

2. Koliko puta treba povećati koncentraciju supstance B 2 u sistemu 2A 2 (g) + B 2 (g) ® 2A 2 B (g) tako da kada se koncentracija supstance A smanji za 4 puta, stopa direktne reakcije se ne mijenja?

3. U sistemu CO + C1 2 ® COC1 2 koncentracija CO je povećana sa 0,03 na 0,12 mol/l, a koncentracija C1 2 - sa 0,02 na 0,06 mol/l. Koliko puta se povećala brzina reakcije naprijed?

4. Kako će se promijeniti brzina direktne reakcije N 2 (g) + 3H (g) ® 2 NH 3 ako se a) pritisak u sistemu poveća za 3 puta; b) smanjiti volumen za 2 puta; c) povećati koncentraciju N 2 za 4 puta?

5. Koliko puta treba povećati pritisak da se brzina stvaranja NO 2 reakcijom 2NO + O 2 ® 2 NO 2 poveća 1000 puta?

6. Reakcija između ugljen monoksida (II) i hlora odvija se prema jednačini CO + C1 2 ® COC1 2. Kako će se promijeniti brzina reakcije kada a) koncentracija CO poraste za 2 puta; b) koncentracija C1 2 2 puta; c) koncentracije obje supstance su 2 puta?

7. Reakcija se odvija u gasnoj fazi. Reakcija uključuje dvije supstance A i B. Poznato je da kada se koncentracija komponente A udvostruči, brzina se povećava 2 puta, a kada se koncentracija komponente B udvostruči, brzina se povećava 4 puta. Napišite jednačinu za reakciju koja se javlja. Kako će se promijeniti brzina reakcije kada se ukupni tlak poveća za 3 puta?

8. Proučava se brzina interakcije tvari A, B i D Pri konstantnim koncentracijama B i D povećanje koncentracije tvari A za 4 puta dovodi do povećanja brzine za 16 puta. Ako se koncentracija tvari B poveća za 2 puta pri konstantnim koncentracijama tvari A i D, tada se brzina povećava samo 2 puta. Pri konstantnim koncentracijama A i B, udvostručenje koncentracije supstance D dovodi do 4-strukog povećanja brzine. Napišite jednačinu za reakciju.

9. Odrediti brzinu kemijske reakcije A(g) + B(g) ® AB(g), ako je konstanta brzine reakcije 2 × 10 -1 l × mol -1 × s, a koncentracije tvari A i B su 0,025 odnosno 0,01 mol/l. Izračunajte brzinu reakcije kada se pritisak poveća za 3 puta.

10. Pronađite vrijednost konstante brzine za reakciju A + 2B ® AB 2, ako je pri koncentracijama tvari A i B jednakim 0,1 odnosno 0,05 mol/l, brzina reakcije 7 × 10 -5 mol/ (l×s) .

11. U posudi zapremine 2 litra pomešani su gas A sa količinom supstance od 4,5 mola i gas B sa količinom supstance od 3 mola. Gasovi reaguju u skladu sa jednačinom A + B = C. Nakon 20 sekundi u sistemu je nastao gas sa količinom supstance od 2 mola. Odredite prosječnu brzinu reakcije. Koje količine tvari A i B nisu reagirale?

12. Reakcija između supstanci A i B izražava se jednadžbom A + B ® C. Početne koncentracije su [A] O = 0,03 mol/l, [B] O = 0,05 mol/l. Konstanta brzine reakcije je 0,4. Odrediti početnu brzinu reakcije i brzinu reakcije nakon nekog vremena, kada koncentracija rezultirajuće tvari C postane jednaka 0,01 mol/l.

13. Reakcija između gasovite materije A i B su izraženi jednačinom A + B ® C. Početne koncentracije supstanci su [A] 0 = 0,03 mol/l, [B] 0 = 0,03 mol/l. Konstanta brzine reakcije je 0,1. Nakon nekog vremena koncentracija tvari A se smanjila za 0,015 mol/l. Koliko puta se ukupni pritisak mora povećati da bi brzina hemijske reakcije postala jednaka prvobitnoj brzini?

14. Za koliko stepeni treba povećati temperaturu da bi se brzina reakcije povećala 27 puta? Temperaturni koeficijent brzine reakcije je 3.

15. Na 20 o C reakcija se odvija za 2 minute. Koliko dugo će trajati ova reakcija a) na 50 o C, b) na 0 o C? Temperaturni koeficijent brzine reakcije je 2.

16. Na temperaturi od 30 o C reakcija se odvija za 25 minuta, a na 50 o C za 4 minute. Izračunajte temperaturni koeficijent brzine reakcije.

17. Brzina reakcije na 0 o C je 1 mol/l×s. Izračunajte brzinu ove reakcije na 30 o C ako je temperaturni koeficijent brzine 3.

18. Sa povećanjem temperature za 50 o C, brzina reakcije se povećala 32 puta. Izračunajte temperaturni koeficijent brzine hemijske reakcije.

19. Dvije reakcije se odvijaju na 25 o C istom brzinom. Temperaturni koeficijent brzine prve reakcije je 2,0, a druge 2,5. Odrediti omjer brzina ovih reakcija na 95 o C.

20. Kolika je energija aktivacije reakcije ako se s porastom temperature od 290 do 300 K brzina reakcije poveća za 2 puta?

21. Koliko će se puta povećati brzina reakcije koja se odvija na 298 K ako je, kao rezultat upotrebe katalizatora, bilo moguće smanjiti energiju aktivacije za 4 kJ/mol?

22. Kolika je vrijednost energije aktivacije reakcije čija je brzina na 300 K 10 puta veća nego na 280 K.

23. Energija aktivacije reakcije O 3 (g) +NO(g) ® O 2 (g) +NO 2 (g) je 40 kJ/mol. Koliko će se puta promijeniti brzina reakcije kada se temperatura poveća sa 27 na 37 o C?

24. Jedan katalizator smanjuje energiju aktivacije na 300 K za 20 kJ/mol, a drugi za 40 kJ/mol. Koji je katalizator efikasniji? Odgovor obrazložite tako što ćete izračunati omjer brzina reakcije pri korištenju određenog katalizatora.

25. Na 150 o C neka reakcija se završava za 16 minuta. Uzimajući temperaturni koeficijent brzine reakcije jednak 2,5, izračunajte vrijeme nakon kojeg će se ova reakcija završiti ako se izvede a) na 200 o C, b) na 80 o C.

26. Kada se temperatura poveća za 10 o C, brzina hemijske reakcije se udvostručuje. Na 20 o C jednaka je 0,04 mol/(l×s). Kolika će biti brzina ove reakcije na a) 40 o C, b) 0 o C?

27. Na 20 o C, brzina hemijske reakcije je 0,04 mol/(l×s). Izračunajte brzinu ove reakcije na 70 o C, ako je poznato da je energija aktivacije 70 kJ/mol.

28. Izračunajte temperaturni koeficijent reakcije g, ako je konstanta brzine ove reakcije na 120 o C jednaka 5,88 × 10 -4, a na 170 o C - 6,7 × 10 -2.

29. Koliko će se puta promijeniti brzina hemijske reakcije kada se temperatura poveća sa 300 K na 400 K, ako je temperaturni koeficijent g = 2? Kolika je energija aktivacije za ovu reakciju?

30. Koliko puta će se povećati brzina hemijske reakcije A + 2B ® C kada se pritisak u sistemu poveća 4 puta, a temperatura istovremeno poraste za 40 o C. Reaktanti su gasovi. Temperaturni koeficijent reakcije je 2.

31. Koliko puta će se smanjiti brzina hemijske reakcije 2A(g) + B(g) ® 2C(g) kada se pritisak svih supstanci u sistemu smanji za 3 puta, a temperatura sistema za 30 o C? Temperaturni koeficijent brzine reakcije g je 2.

32. Reakcija između gasovitih supstanci A i B izražava se jednadžbom A + B ® C. Početne koncentracije supstanci su [A] 0 = 0,05 mol/l i [B] 0 = 0,05 mol/l. Nakon nekog vremena koncentracija tvari se smanjila za polovicu. Odredite kako je potrebno promijeniti temperaturu da brzina reakcije postane jednaka početnoj, ako je a) temperaturni koeficijent reakcije 2, b) energija aktivacije 70 kJ, temperatura reakcije 27 o C?

33. Poznato je da kada se temperatura poveća sa 290 na 300 K, brzina hemijske reakcije se udvostručuje. Izračunajte energiju aktivacije. Kako će se promijeniti brzina ove reakcije na 310 K ako se u sistem unese katalizator koji snižava energiju aktivacije ove reakcije za 10 kJ/mol?

Hemijska ravnoteža

1. Na određenoj temperaturi uspostavljena je ravnoteža u sistemu 2NO 2 «2NO+O 2 pri koncentracijama = 0,4 mol/l, = 0,2 mol/l, = 0,1 mol/l. Odredite konstantu ravnoteže i početnu koncentraciju NO 2 ako je početna koncentracija kisika nula. Koji uslovi će potaknuti pomak u ravnoteži prema stvaranju NO ako je direktna reakcija endotermna?

2. Konstanta ravnoteže sistema A+B«C+D jednaka je jedinici. Koliki će postotak tvari A biti pretvoren ako pomiješate 3 mola supstance A i 5 molova supstance B? Koji će uvjeti doprinijeti pomjeranju ravnoteže prema stvaranju B ako je direktna reakcija egzotermna?

3. Za sistem

CO (G) + H 2 O (G) “CO 2 (G) + H 2 (G)

0 = 0 =0,03 mol/l, 0 = 0 =0. Izračunajte konstantu ravnoteže ako je ravnotežna koncentracija ugljičnog dioksida 0,01 mol/l. Koji će uvjeti doprinijeti pomjeranju ravnoteže prema stvaranju CO ako je direktna reakcija endotermna?

4. Za sistem

2NO (G) +Cl 2 (G) “2NOCl (G)

0 =0,5 mol/l, 0 =0,2 mol/l, 0 =0 mol/l. Odredite konstantu ravnoteže ako je do njenog početka reagovalo 20% dušikovog oksida. Koji će uvjeti doprinijeti pomjeranju ravnoteže prema stvaranju NOCl ako je direktna reakcija egzotermna?

H 2(G) + I 2(G) «2HI (G) ,

ako se 1 mol joda i 2 mola vodonika stavi u posudu zapremnine 10 litara (KC = 50). Koji će uvjeti doprinijeti pomjeranju ravnoteže prema stvaranju joda ako je direktna reakcija egzotermna?

6. Za sistem CO (G) + H 2 O (G) “CO 2 (G) + H 2 (G), 0 = 0 =1 mol/l, 0 = 0 =0. Izračunajte sastav ravnotežne smjese (% vol.), ako je konstanta ravnoteže K C = 1. Koji će uvjeti doprinijeti pomaku ravnoteže prema stvaranju vodonika ako je obrnuta reakcija egzotermna?

7. U zatvorenoj posudi odvija se reakcija AB (G) “A (G) + B (G). Konstanta ravnoteže K C =0,04. Pronađite početnu koncentraciju AB ako je ravnotežna koncentracija AB 0,02 mol/l. Koji će uvjeti doprinijeti pomjeranju ravnoteže prema formiranju A ako je obrnuta reakcija egzotermna?

8. U zatvorenoj posudi zapremine 10 litara na temperaturi od 800˚C uspostavljena je ravnoteža CaCO 3 (T) “CaO (T) + CO 2 (G). Konstanta ravnoteže K P =300 kPa. Koja je masa CaCO 3 razložena? Koji će uvjeti doprinijeti pomaku ravnoteže prema stvaranju ugljičnog dioksida ako je direktna reakcija endotermna?

9. U zatvorenoj posudi na određenoj temperaturi uspostavljena je ravnoteža Fe (T) + H 2 O (G) “FeO (T) + H 2 (G). Odredite udio izreagovane vode ako je K P = 1 i početni parcijalni pritisak vodika je nula. Koji će uslovi doprinijeti pomaku ravnoteže prema stvaranju vodonika ako je obrnuta reakcija egzotermna?

10. Odrediti ravnotežnu koncentraciju vodonika u sistemu 2HI (G) “H 2 (G) + I 2 (G) ako je početna koncentracija HI bila 0,05 mol/l, a konstanta ravnoteže K C = 0,02. Koji će uslovi doprinijeti pomjeranju ravnoteže prema stvaranju HI ako je direktna reakcija endotermna?