Kinetyka w zadaniach

Zad 1
Podaj rząd reakcji dla której v = k

Odp. Jest, to rząd reakcji zerowej, gdyż szybkość reakcji nie zależy tu od stężenia.

Zad.2
Reakcja rozkładu N2O5 : 2N2O5 → 4NO2 + O2 w reaktorze o objętości 1dm3 przebiega wedłu równania kinetycznego : v= k[N2O5]. Stała szybkości k wynosi 0,25 s-1. Oblicz ile moli N2O5 pozostanie w układzie reakcyjnym po 2 s przebiegu procesu, jeśli stężenie początkowe N2O5 wynosi 0,5 mol/dm3. Wynik podaj do trzeciego miejsca.

1.Obliczamy ile moli N2O5 ubędzie z przestrzeni reakcyjnej w ciągu 1s z objętości 1dm3

v= 0,25 * 0,5 = 0,125 mol/dm3*s

Uwaga ważna jest umiejętność interpretacji otrzymanych wyników!
Z definicji szybkości wiemy, że jest to ubytek substratu w czasie, zatem nasz wynik to nic innego jak liczba moli N2O5 jaka ubywa z przestrzeni reakcyjnej w ciągu 1s z objętości 1dm3. Powstają gazy więc coś ubywa z przestrzeni.

2. W pytaniu było ile pozostanie po 2s, zatem po 1sekundzie pozostało nam:
0,5 - 0,125 = 0,375 mol/dm3 
Skoro tyle pozstało to w drugiej sekundzie tyle ulegnie dalszej reakcji.
 v= 0,25 * 0,375= 0,094 mol/dm3*s => tyle ubyło po 2 sekundzie

3. Aby obliczyć ile pozostało substratu po 2 sekundach musimy od stężenia początkowego odjąć tyle co ubyło po 1 i 2 sekundzie

0,5 - 0,375 - 0,094 = 0,281 mol/ dm3 => 0,281 mola pozostało.

Zad.3
Katalizatorem reakcji rozkładu nadtlenku wodoru jest np. węgiel aktywny. Przeprowadzono doświadczenie chemiczne. Do kolby ze 100g wody utlenionej dodano 0,5g węgla aktywnego. Zaobserwowano wydzielanie się gazu, którego objętość mierzono co 5s. Wyniki pomiarów zestawiono w tabeli. 

a) napisz równanie reakcji chemicznej zachodzącej w kolbie
b) podkreśl nazwy substancji które znajdują się w kolbie po 60s:

A.nadtlenek wodoru B.węgiel aktywny C.woda D.tlen

c)określ jak zmienia sie stężenie nadtlenku wodoru w czasie
d)Wyjaśnij jak zmienia się szybkość reakcji chemicznej w czasie
e) Oblicz wydajność reakcji rozkładu nadtlenku wodoru

Tabela
Czas s                  0   5   10   15   20   25   30   35   40   45   50    55   60
Objętość cm3      0 120 240 360 480 540 560 590 600 600 600 600  600

                C kat.
a) 2H2O --------> O2 + 2H2O
b)Wszystkie substancje będą w kolbie łącznie z katalizatorem, bo ustalił się stan równowagi w 40 sekundzie.
c) Maleje
d) Maleje wraz e zużyciem substratów
e) woda utleniona, to roztór Cp= 3% - masa substancji w roztworze wynosi 3g (100g roztworu)
68g H2O2 - 22,4 dm3
3g H2O2 -  0,98dm3 ( przy wydajności 100%)

Z treści wynika, że było 100g roztworu i z tabeli, że otrzymano 0,6dm3 tlenu

0,98dm3 - 100%
0,60dm3 - W
W= 61,22 %

Zad. 4 

Zaprojektuj doświadczenie w którym wykażesz, że temperatura ma wpływ na szybkość reakcji chemicznej.

Bierzemy dwie probówki z HCl o takiej samej objętości i takim samym steżeniu ( musimy, to zaznaczyć!), do obydwóch probówek dodajemy blaszkę cynkową o takiej samej masie. Drugą probówkę ogrzewamy.
Sensem tego zadania jest wykazanie, że jedyną różnicą jest podgrzanie, reszta czyli ilości i stężenia reagentów muszą być zaznaczone jako takie same.

Zad. 5

Dana jest reakcja 2N2O5 → 4NO2 + O2. Stężenie początkowe N2O5wynosi 0,12 mol/dm3, a po 50sekundach wynosi 0,03 mol/dm3. Oblicz średnią szybkość reakcji.

Aby obliczyć średnią szybkość stosujemy wzór
     delta C
v= ------
    delta V
      0,09
v= ------   = 3* 10^-5 mol/dm3*s
      3000s

Zad.6

Reakcja A + 2B <----> C + D ma równanie kinetyczne v = k [A] [B]^2.
Stężenie początkowe 
A=0,3 mol/dm3
B= 0,5
k= 0,1dm3/mol*s

Oblicz szybkość reakcji w momencie jej rozpoczęcia oraz po pewnym czasie, gdy stęż. substancji A zmniejszymy się o 0,2 mol/dm3?

1.Obliczymy szybkość początkową

v1= 0,0075  mol/dm3 *s

2.Obliczamy szybkość reakcji po zmniejszeniu ilości stężenia substratu A. 
[A] = 0,5 - 0,2 = 0,1 mol/dm3
gdy maleje stęż. substancji A, to stęż substancji B tez maleje, ale 2*0,2 bo mamy dwa mole. Musi się wszystko zgadzać. 
[B] = 0,5 - 0,4 = 0,1 mol/dm3 (stężenie dla 1 mola)

v2= 0,1*0,1*(0,1)^2
v2=10^-4 dm3/mol*s

Zad.7 
Oblicz i porównaj szybkość spalania siarki w powietrzu i czystym tlenie.

S(s) + O2(g) ------> SO2

v O2= k [O2] szybkość spalania w tlenie
v pow = k1/5[O2] w powietrzu jest pięć razy mniej tlenu, niż w powietrzu
100% - O2
pow. - 21% O2

Szybkość spalania siarki w powietrzu jest 5 razy mniejsza, niż w czystym tlenie.

Zad. 8

Dla reakcji CO + Cl2 <-----> COCl2. Stała szybkości reakcji w temperaturze 637 K wynosi 0,32 dm3/mol * s, a stała szybkości r. odwrotnej wynosi 1,7 * 10^-4 dm3/mol*s. Oblicz stężeniową stałą równowagi Kc tworzenia COCl2.

v1= k1 [CO][Cl2]
v2=k2 [COCl2]
v1=v2 s stanie równowagi

k1       [COCl2]
--- = --------------- = Kc
k2        [CO][Cl2]

0,32
------------- = 1882
1,7*10^-4