Μάθημα : Χημεία Προσανατολισμού - Κεφάλαιο 3 (Γ' Μέρος)
Κωδικός : EL657232
EL657232 - ΜΙΧΑΗΛ ΣΜΑΡΑΓΔΑΚΗΣ
Περιγραφή Μαθήματος
Νόμος Ταχύτητας
Η στιγμιαία ταχύτητα μπορεί να βρεθεί από το διάγραμμα C/t των αντιδρώντων ή των προϊόντων από την κλίση της καμπύλης (με την κατάλληλη προσαρμογή για τον συντελεστή της ουσίας). Ο νόμος της ταχύτητας μας επιτρέπει τον υπολογισμό της στιγμιαίας ταχύτητας οποιαδήποτε στιγμή χωρίς την χρήση διαγράμματος.
Για την απλή αντίδραση αΑ + βΒ ⟶ γΓ η στιγμιαία ταχύτητα μπορεί να βρεθεί οποιαδήποτε στιγμή από την εξίσωση u = k [A]α [Β]β .
Η σταθερά k είναι χαρακτηριστική της αντίδρασης και εξαρτάται μόνο από τη θερμοκρασία, υπολογίζεται πειραματικά και η τιμή της ισούται με της ταχύτητας της αντίδρασης όταν οι συγκεντρώσεις όλων των αντιδρώντων είναι 1Μ.
Αν οι πειραματικές μετρήσεις δεν συμφωνούν με τον προβλεπόμενο νόμο της ταχύτητας, τότε αυτό σημαίνει ότι η αντίδραση δεν είναι απλή, αλλά πραγματοποιείται σε περισσότερα από ένα στάδια. Σε αυτή την περίπτωση η ταχύτητα καθορίζεται από το πιο αργό στάδιο της αντίδρασης.
1. Δίνεται η αντίδραση που περιγράφεται από την χημική εξίσωση: Α(g) + 3Β(g) ⟶ Γ(g)
Στον παρακάτω πίνακα παρουσιάζονται οι μετρήσεις ταχύτητας της αντίδρασης σε διαφορετικές συγκεντρώσεις:
|
CA |
CB |
U |
|
CA |
CB |
U |
|
2 |
1 |
6,2 M/s |
|
2 |
2 |
24,8 M/s |
|
4 |
1 |
12,4 M/s |
|
2 |
3 |
55,8 M/s |
|
8 |
1 |
24,8 M/s |
|
2 |
4 |
99,2 M/s |
α. Η παραπάνω αντίδραση είναι απλή ή σύνθετη; Ποια είναι η τάξη της αντίδρασης;
β. Να υπολογιστεί η k της αντίδρασης.
γ. Να βρεθεί ο στιγμιαίος ρυθμός κατανάλωσης του Β όταν οι συγκεντρώσεις των Α και Β είναι 1Μ.
δ. Να βρεθεί ο στιγμιαίος ρυθμός παραγωγής του Γ όταν οι συγκεντρώσεις των Α και Β είναι 0,1Μ.
2. Δίνεται η απλή αντίδραση Α(g) + B(g) ⟶ Γ(g), η οποία πραγματοποιείται σε δοχείο όγκου 4,1 L και σταθερή θερμοκρασία 500Κ. Στην αρχή της αντίδρασης τα προϊόντα εισήχθησαν σε στοιχειομετρική αναλογία και η αρχική πίεση στο δοχείο ήταν 16,4 Atm. H k της αντίδρασης είναι 2Μ-1s-1 στους 500K.
α. Να υπολογίσετε την ταχύτητα της αντίδρασης όταν η πίεση θα είναι 12,3Atm.
β. Να υπολογίσετε την ταχύτητα της αντίδρασης όταν θα έχουν παραχθεί 0,05 mol Γ.
3. Σε ανοιχτό δοχείο πραγματοποιείται η απλή αντίδραση: 2ΚClO3(aq) 2KCl(aq) + 3O2(g)⬆
H αρχική μάζα του KClΟ3 ήταν 490g. Η συνολική μάζα του διαλύματος αρχικά είναι 2500g, ο όγκος 2L και κατά τη διάρκεια της αντίδρασης το οξυγόνο που παράγεται απομακρύνεται από το διάλυμα χωρίς μεταβολή του όγκου. Στον παρακάτω πίνακα φαίνεται η μεταβολή της μάζας του διαλύματος ως προς το χρόνο. Η θερμοκρασία παραμένει σταθερή καθ’όλη τη διάρκεια της αντίδρασης.
|
t (s) |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
|
mδ/τος (g) |
2500 |
2356 |
2332 |
2320 |
2316 |
α. Να συμπληρώσετε τον παρακάτω πίνακα:
|
t (s) |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
|
nKClO3 (mol) |
|
|
|
|
|
|
CKClO3 (M) |
|
|
|
|
|
|
nKCl (mol) |
|
|
|
|
|
|
CKCl (M) |
|
|
|
|
|
|
nO2 (mol) |
|
|
|
|
|
β. Nα υπολογίσετε το μέσο ρυθμό κατανάλωσης του KClO3 στα πρώτα 5s.
γ. Να υπολογίσετε τη μέση ταχύτητα της αντίδρασης στα πρώτα 10s.
Δ. Να βρείτε την τάξη της αντίδρασης και τις μονάδες της k.
δ. Να υπολογίσετε την k της αντίδρασης αν η αρχική ταχύτητα της αντίδρασης ήταν 18M/s.
ε. Να υπολογίσετε την ταχύτητα της αντίδρασης τη χρονική στιγμή 10s.
στ. Να κάνετε τα ποιοτικά διάγραμμα u/t και CKCl/t της παραπάνω αντίδρασης. Στους ίδιους άξονες να κάνετε τα αντίστοιχα διαγράμματα της αντίδρασης απουσία του MnO2.
Δίνονται τα Ar: O=16, Cl = 35,5, K = 39.
4. Για την αντίδραση 2Α(g) + 3Β(g) ⟶ Γ(g) δίνονται τα διαγράμματα υ/[Α] (με σταθερή την [Β]=1Μ) και υ/[Β] (με σταθερή την [Α]=1Μ) σε θερμοκρασία θ◦C.
α. Η αντίδραση είναι απλή ή σύνθετη;
β. Ποια είναι η τάξη της αντίδρασης;
γ. Ποια είναι η k της αντίδρασης στους θ◦C;
5. Δίνεται η απλή αντίδραση N2(g) + 2Ο2(g) ⟶ 2NO2 (g) . Σε κλειστό δοχείο 2L εισάγονται 6mol O2 και 4mol N2, οπότε ξεκινάει η αντίδραση υπό σταθερή θερμοκρασία θ◦C και με συνεχή μέτρηση της πίεσης στο δοχείο. Την χρονική στιγμή t=10min η πίεση στο δοχείο έχει μειωθεί κατά 20%. Την χρονική στιγμή t=10min η στιγμιαία ταχύτητα της αντίδρασης μετριέται 0,20 M/min.
α. Να υπολογίσετε τη μέση ταχύτητα της αντίδρασης τα πρώτα 10 min.
β. Να βρείτε την σταθερά k της αντίδρασης στους θ◦C.
γ. Να υπολογίσετε την στιγμιαία ταχύτητα της αντίδρασης τη στιγμή t=0.
6. To ενεργειακό διάγραμμα για την αντίδραση NO2(g) + CO (g) ⟶ NO(g) + CO2(g) είναι το παρακάτω:
Ο προτινώμενος μηχανισμός για την αντίδραση είναι ο εξής:
1ο στάδιο: NO2(g) + NO2(g) ⟶ NO(g) + NO3(g) (σταθερά ταχύτητας k1)
2ο στάδιο: NO3(g) + CO (g) ⟶ NO(g) + CO2(g) (σταθερά ταχύτητας k2)
α. Να συγκρίνετε τις k1 και k2.
β. Να γράψετε το νόμο της ταχύτητας και να βρείτε την τάξη της αντίδρασης.
γ. Πώς θα μεταβληθεί η ταχύτητα της αντίδρασης αν διπλασιάσουμε τη συγκέντρωση του NO2 και τριπλασιάσουμε τη συγκέντρωση του CO;
δ. Η αντίδραση είναι ενδόθερμη ή εξώθερμη; Πώς θα επηρεάσει η αύξηση της θερμοκρασίας τις k1, k2 καθώς και την ταχύτητα της αντίδρασης;
Ημερολόγιο
Ανακοινώσεις
Όλες...- - Δεν υπάρχουν ανακοινώσεις -