Քիմիայի ուսուցիչ. Առարկա

Օրինակ 4.1. Ինչպե՞ս կփոխվի յուրաքանչյուր ռեակցիայի ռեակցիայի արագությունը:

2NO (g) + Cl 2 (g) = 2NOCI (g) (1); CaO (c) + CO 2 (g) \u003d CaCO 3 (c) (2),

եթե յուրաքանչյուր համակարգում ճնշումը մեծացվի 3 անգամ.

Լուծում. Ռեակցիան (1) միատարր է և, ըստ զանգվածի գործողության օրենքի, ռեակցիայի սկզբնական արագությունը v = k∙ ∙ է; ռեակցիան (2) տարասեռ է, և դրա արագությունն արտահայտվում է v = k∙ հավասարմամբ: Պինդ փուլում նյութերի կոնցենտրացիան (CaO այս ռեակցիայում) ռեակցիայի ընթացքում չի փոխվում, հետևաբար այն ներառված չէ զանգվածի գործողության օրենքի հավասարման մեջ։

Համակարգերից յուրաքանչյուրում ճնշման ավելացումը 3 անգամ կհանգեցնի համակարգի ծավալի 3 անգամ նվազմանը և արձագանքող գազային նյութերից յուրաքանչյուրի կոնցենտրացիայի 3 անգամ ավելացման։ Ռեակցիայի արագությունների նոր կոնցենտրացիաներում՝ v" = k∙(3) 2 ∙3 = 27 k∙ ∙ (1) և v" = k 3 (2): Համեմատելով v և v արագությունների արտահայտությունները՝ մենք գտնում ենք, որ ռեակցիայի արագությունը (1) ավելանում է 27 անգամ, իսկ ռեակցիան (2)՝ 3 անգամ։

Օրինակ 4.2. A և B նյութերի միջև ռեակցիան արտահայտվում է 2A + B \u003d D հավասարմամբ: Սկզբնական կոնցենտրացիաներն են՝ C A \u003d 5 մոլ / լ, C B \u003d 3,5 մոլ / լ: Փոխարժեքի հաստատունը 0,4 է: Հաշվե՛ք ռեակցիայի արագությունը սկզբնական պահին և այն պահին, երբ ռեակցիայի խառնուրդում մնում է A նյութի 60%-ը։

Լուծում.Զանգվածների գործողության օրենքի համաձայն v =. Սկզբնական պահին արագությունը v 1 \u003d 0,4 × 5 2 × 3,5 \u003d 35: Որոշ ժամանակ անց A նյութի 60%-ը կմնա ռեակցիայի խառնուրդում, այսինքն՝ A նյութի կոնցենտրացիան կդառնա 5 × 0,6 \ u003d 3 մոլ / լ: Սա նշանակում է, որ Ա-ի կոնցենտրացիան նվազել է 5 - 3 = 2 մոլ / լ: Քանի որ A-ն և B-ն փոխազդում են միմյանց հետ 2:1 հարաբերակցությամբ, B նյութի կոնցենտրացիան նվազել է 1 մոլով և հավասարվել է 3,5 - 1 = 2,5 մոլ / լ: Հետևաբար, v 2 \u003d 0,4 × 3 2 × 2,5 \u003d 9:

Օրինակ 4.3. Ռեակցիայի մեկնարկից որոշ ժամանակ անց

2NO + O 2 \u003d 2NO 2 նյութերի կոնցենտրացիաները եղել են (մոլ / լ): \u003d 0,06;

0,12; = 0,216: Գտեք NO-ի և O 2-ի սկզբնական կոնցենտրացիաները:

Լուծում. NO-ի և O 2-ի սկզբնական կոնցենտրացիաները հայտնաբերվում են ռեակցիայի հավասարման հիման վրա, ըստ որի՝ 2 մոլ NO ծախսվում է 2 մոլ 2NO 2 առաջացման վրա։ Ըստ խնդրի պայմանի՝ գոյացել է 0,216 մոլ NO 2, որի համար ծախսվել է 0,216 մոլ NO 2։ Այսպիսով, NO-ի սկզբնական կոնցենտրացիան հավասար է.

0,06 + 0,216 = 0,276 մոլ/լ:

Ըստ ռեակցիայի հավասարման՝ 2 մոլ NO 2 առաջացման համար անհրաժեշտ է 1 մոլ Օ 2, իսկ 0,216 մոլ NO 2 ստանալու համար՝ 0,216 / 2 = 0,108 մոլ / Օ 2։ O 2-ի սկզբնական կոնցենտրացիան՝ \u003d 0,12 + 0,108 \u003d 0,228 մոլ / լ:

Այսպիսով, նախնական կոնցենտրացիաները եղել են.

0,276 մոլ/լ; = 0,228 մոլ/լ:

Օրինակ 4.4. 323 K-ում որոշ ռեակցիաներ ավարտվում են 30 վայրկյանում: Որոշեք, թե ինչպես կփոխվեն ռեակցիայի արագությունը և ժամանակը 283 Կ-ում, եթե ռեակցիայի արագության ջերմաստիճանի գործակիցը 2 է:

Լուծում.Վան Հոֆի կանոնի համաձայն՝ մենք գտնում ենք, թե քանի անգամ կփոխվի ռեակցիայի արագությունը.

2 –4 = .

Ռեակցիայի արագությունը նվազում է 16 անգամ։ Ռեակցիայի արագությունը և դրա ժամանակը հակադարձ կապ ունեն: Հետևաբար, այս ռեակցիայի ժամանակը կաճի 16 անգամ և կկազմի 30 × 16 = 480 վ = 8 րոպե:

Առաջադրանքներ

№ 4.1 . Ռեակցիան ընթանում է 3Н 2 + CO = CH 4 + H 2 O հավասարման համաձայն

Ռեակտիվների սկզբնական կոնցենտրացիաները եղել են (մոլ/լ): = 0,8; CCO = 0,6: Ինչպե՞ս կփոխվի ռեակցիայի արագությունը, եթե ջրածնի կոնցենտրացիան բարձրացվի մինչև 1,2 մոլ/լ, իսկ ածխածնի օքսիդի կոնցենտրացիան մինչև 0,9 մոլ/լ:

(Պատասխան.կավելանա 5 անգամ):

№ 4.2 . N 2 O-ի տարրալուծման ռեակցիան ընթանում է 2N 2 O \u003d 2N 2 + O 2 հավասարման համաձայն: Ռեակցիայի արագության հաստատունը 5·10 -4 է: Սկզբնական կոնցենտրացիան

0.32 մոլ/լ. Որոշեք ռեակցիայի արագությունը սկզբնական պահին և այն պահին, երբ 50% N 2 O քայքայվում է: Պատասխան. 5,12 . 10 -5 ; 1,28 . 10 -5).

№ 4.3 . A և B նյութերի ռեակցիան արտահայտվում է հավասարմամբ

A + 2B = D. Սկզբնական կոնցենտրացիաները՝ C A = 0,3 մոլ / լ և C B = 0,4 մոլ / լ: Փոխարժեքի հաստատունը 0,8 է: Հաշվե՛ք ռեակցիայի սկզբնական արագությունը և որոշե՛ք, թե ինչպես է փոխվել ռեակցիայի արագությունը որոշ ժամանակ անց, երբ Ա նյութի կոնցենտրացիան նվազել է 0,1 մոլով։

(Պատասխան. 3,84 . 10 -2; նվազել է 6 անգամ):

№ 4.4 .Որքա՞ն է ռեակցիայի արագության ջերմաստիճանի գործակիցը, եթե ջերմաստիճանն իջնում ​​է 30 °C-ով, ռեակցիայի ժամանակը մեծանում է 64 անգամ: ( Պատասխան. 4).

№ 4.5 .Հաշվե՛ք, թե ռեակցիան ինչ ջերմաստիճանում կավարտվի 45 րոպեում, եթե 20°C-ում դա տևում է 3 ժամ: Ռեակցիայի արագության ջերմաստիճանի գործակիցը 3 է ( Պատասխան. 32.6 մոտ C):

№ 4.6. Ինչպե՞ս կփոխվի CO + Cl 2 = COCl 2 ռեակցիայի արագությունը, եթե ճնշումը մեծացվի 3 անգամ և ջերմաստիճանը միաժամանակ բարձրացվի 30 ° C-ով (γ = 2):

(Պատասխան.կավելանա 72 անգամ):

№ 4.7 . Ռեակցիաներն ընթանում են ըստ հավասարումների

C (c) + O 2 (g) \u003d CO 2 (g) (1); 2CO (գ) + O 2 (գ) \u003d 2CO 2 (գ) (2)

Ինչպե՞ս կփոխվի (1) և (2) ռեակցիաների արագությունը, եթե յուրաքանչյուր համակարգում. ա) ճնշումը կրճատվի 3 անգամ. բ) 3 անգամ ավելացնել նավի ծավալը. գ) բարձրացնել թթվածնի կոնցենտրացիան 3 անգամ. ( Պատասխան.ա) (1)-ով կնվազի 3-ով, (2)-ում՝ 27 անգամ.

բ) (1)-ով կնվազի 3-ով, (2)-ով` 27 անգամ. գ) կավելանա (1) և (2)-ով 3 անգամ):

№ 4.8 . Ռեակցիան ընթանում է H 2 + I 2 \u003d 2HI հավասարման համաձայն: Փոխարժեքի հաստատունը 0,16 է: Ջրածնի և յոդի սկզբնական կոնցենտրացիաները համապատասխանաբար 0,04 մոլ/լ և 0,05 մոլ/լ են։ Հաշվեք ռեակցիայի սկզբնական արագությունը և դրա արագությունը, երբ H 2-ի կոնցենտրացիան դառնում է 0,03 մոլ/լ: ( Պատասխան. 3,2 . 10 -3 ; 1,9 . 10 -3).

№ 4.9 . Ծծմբի և դրա երկօքսիդի օքսիդացումն ընթանում է հետևյալ հավասարումների համաձայն.

S (k) + O 2 (g) \u003d SO 2 (g) (1); 2SO 2 (գ) + O 2 (գ) \u003d 2SO 3 (գ) (2)

Ինչպե՞ս կփոխվի (1) և (2) ռեակցիաների արագությունը, եթե յուրաքանչյուր համակարգում. ա) ճնշումը մեծացվի 4 անգամ. բ) 4 անգամ նվազեցնել նավի ծավալը. գ) բարձրացնել թթվածնի կոնցենտրացիան 4 անգամ. ( Պատասխան.ա) կավելանա (1)-ով 4-ով, (2)-ով 64-ով (անգամ).

բ) կավելանա (1)-ով 4-ով, (2)-ով` 64 անգամ. գ) կավելանա (1) և (2)-ով 4 անգամ):

№ 4.10 . 2A + B = D ռեակցիայի արագության հաստատունը 0,8 է: Սկզբնական կոնցենտրացիաներ՝ C A = 2,5 մոլ/լ և C B = 1,5 մոլ/լ: Ռեակցիայի արդյունքում C B նյութի կոնցենտրացիան պարզվել է 0,6 մոլ/լ։ Հաշվե՛ք, թե ինչն է հավասարվել C A-ին և ռեակցիայի արագությունը: ( Պատասխան. 0.7 մոլ / լ; 0,235):

№ 4.11. Ռեակցիան ընթանում է 4HCl + O 2 = 2H 2 O + 2Cl 2 հավասարման համաձայն

Ռեակցիայի մեկնարկից որոշ ժամանակ անց դրանում ներգրավված նյութերի կոնցենտրացիաները դարձան (մոլ / լ). \u003d 0,85; = 0,44; = 0,30: Հաշվեք HCl-ի և O 2-ի սկզբնական կոնցենտրացիաները: ( Պատասխան.= 1,45; = 0,59 մոլ/լ):

№ 4.12 . Նյութերի սկզբնական կոնցենտրացիաները CO + H 2 O ↔ CO 2 + H 2 ռեակցիայում

հավասար էին (մոլ/լ): C CO = 0,5; = 0,6; = 0,4; = 0.2. Հաշվեք ռեակցիայի մեջ ներգրավված բոլոր նյութերի կոնցենտրացիաները 60% H 2 O արձագանքելուց հետո: Պատասխան. CCO = 0.14; = 0,24; = 0,76; = 0,56 մոլ/լ):

№ 4.13 . Ինչպե՞ս կփոխվի 2CO + O 2 \u003d CO 2 ռեակցիայի արագությունը, եթե.

ա) 3 անգամ ավելացնել ռեակցիայի անոթի ծավալը. բ) 3 անգամ ավելացնել CO կոնցենտրացիան. գ) ջերմաստիճանը բարձրացնել 40 o C-ով (γ = 2): ( Պատասխան.ա) կնվազի 27 անգամ. բ) կավելանա 9 անգամ. գ) կավելանա 16 անգամ):

№ 4.14 . 10°C-ում ռեակցիան ավարտվում է 20 րոպեում։ Որքա՞ն կտևի ռեակցիան, երբ ջերմաստիճանը բարձրանա մինչև 40 ° C, եթե ջերմաստիճանի գործակիցը 3 է: ( Պատասխան. 44.4 վ):

№ 4.15 . Քանի անգամ պետք է ավելացվի

ա) CO-ի կոնցենտրացիան համակարգում 2CO \u003d CO 2 + C, որպեսզի ռեակցիայի արագությունը մեծանա 4 անգամ:

բ) ջրածնի կոնցենտրացիան N 2 + 3H 2 \u003d 2NH 3 համակարգում, որպեսզի ռեակցիայի արագությունը մեծանա 100 անգամ:

գ) ճնշումը համակարգում 2NO + O 2 = 2NO 2 այնպես, որ NO 2-ի առաջացման արագությունը մեծանա 10 3 անգամ: ( Պատասխան. 2 անգամ; 4,64 անգամ; 10 անգամ):

№ 4.16 . Ռեակցիայի արագությունը A + 2B \u003d AB 2 C A \u003d 0,15 մոլ / լ և

C B \u003d 0,4 մոլ / լ հավասար է 2,4 ∙ 10 -3: Որոշեք արագության հաստատունը և ռեակցիայի արագությունը, երբ B-ի կոնցենտրացիան դառնում է 0,2 մոլ/լ: ( Պատասխան. 0,1; 2 ∙ 10 -4).

№ 4.17 . Ինչպե՞ս կփոխվի ռեակցիայի արագությունը 2A + B = A 2 B, եթե A նյութի կոնցենտրացիան ավելացվի 3 անգամ, B նյութի կոնցենտրացիան կրճատվի 2 անգամ, և ջերմաստիճանը բարձրանա 40 ° C-ով (γ \u003d 2 )? ( Պատասխան.կավելանա 72 անգամ):

№ 4.18. Ռեակցիան ընթանում է 2H 2 S + 3O 2 = 2SO 2 + 2H 2 O հավասարման համաձայն:

Ռեակցիայի մեկնարկից որոշ ժամանակ անց դրանում ներգրավված նյութերի կոնցենտրացիաները դարձան (մոլ / լ). \u003d 0,009; = 0,02; = 0,003: Հաշվել՝ = 0,7 մոլ/լ):

1. 4,5 մոլ նյութի քանակով տարայի մեջ խառնել են գազը, իսկ 3 մոլ նյութի քանակով գազը։ A և B գազերը արձագանքում են A + B \u003d C հավասարման համաձայն: Որոշ ժամանակ անց համակարգում ձևավորվել է գազ C 2 մոլ նյութով: Ի՞նչ քանակությամբ A և B գազեր են մնացել համակարգում.

Ռեակցիայի հավասարումից հետևում է, որ.

Dn(A) = Dn(B) = Dn(C) = 2 մոլ,

որտեղ Dn-ը ռեակցիայի ընթացքում նյութի քանակի փոփոխությունն է:

Հետևաբար, նավի մեջ մնաց.

n 2 (A) = n 1 (A) - Dn (A); n 2 (A) \u003d (4,5 - 2) մոլ \u003d 2,5 մոլ;

n 2 (B) = n 1 (B) - Dn (B); n 2 (B) \u003d (3 - 2) մոլ \u003d 1 մոլ:

2. Ռեակցիան ընթանում է ըստ հավասարման՝ 2A + B ⇄ C և ունի A նյութի երկրորդ կարգը, իսկ B նյութի համար՝ առաջինը։ Ժամանակի սկզբնական պահին ռեակցիայի արագությունը 15 մոլ/լ×վ է։ Հաշվե՛ք արագության հաստատունը և անմիջական ռեակցիայի արագությունը B նյութի 50%-ի արձագանքման պահին, եթե սկզբնական կոնցենտրացիաները հավասար են՝ С(A) = 10 մոլ/լ; C(B) = 5 մոլ/լ. Ինչպե՞ս կփոխվի քիմիական ռեակցիայի արագությունը:

С(B), որը մտել է ռեակցիայի մեջ, հավասար է.

C(B) \u003d 0,5 5 \u003d 2,5 մոլ / լ:

Ըստ այդմ, C(A), որը մտել է ռեակցիայի մեջ, հավասար է.

2 մոլ/լ Ա - 1 մոլ/լ Բ

C(A) - 2,5 մոլ/լ Բ

C(A) և C(B) ռեակցիայից հետո.

C(A) \u003d 10 - 5 \u003d 5 մոլ / լ,

C(B) \u003d 5 - 2.5 \u003d 2.5 մոլ / լ:

Ուղղակի ռեակցիայի արագությունը կլինի.

Քիմիական ռեակցիայի արագությունը կփոխվի.

այսինքն՝ կնվազի 8 անգամ։

3. A և B նյութերի ռեակցիան արտահայտվում է A + 2B \u003d C հավասարմամբ և ունի A նյութի առաջին կարգը, իսկ B նյութի համար երկրորդը: Նյութերի սկզբնական կոնցենտրացիաներն են՝ C (A) \u003d 2. մոլ / լ; C (B) = 4 մոլ / լ; փոխարժեքի հաստատունը 1.0 է: Գտե՛ք ռեակցիայի սկզբնական արագությունը և արագությունը որոշ ժամանակ անց, երբ Ա նյութի կոնցենտրացիան նվազում է 0,3 մոլ/լ-ով։

Զանգվածային գործողության օրենքի համաձայն.

Եթե ​​A նյութի կոնցենտրացիան նվազում է 0,3 մոլ/լ-ով, ապա B նյութի կոնցենտրացիան կնվազի 0,3 × 2 = 0,6 մոլ/լ-ով։ Արձագանքից հետո կոնցենտրացիաները հետևյալն են.

4. Փակ անոթում տեղի ունեցող ուղիղ և հակադարձ գազաֆազային ռեակցիաների արագությունները արտահայտվում են հավասարումներով.

Զանգվածային գործողության օրենքի համաձայն՝ սկզբնական պայմաններում ուղղակի և հակադարձ ռեակցիաների արագությունները հետևյալն են.

Գազային համակարգերի համար ճնշման 3 գործակցով աճը հանգեցնում է գազային խառնուրդի ծավալի նվազմանը 3 գործակցով, բոլոր երեք գազերի կոնցենտրացիաները կավելանան նույն չափով, և երկու ռեակցիաների արագությունը կդառնա համապատասխանաբար հավասար:

Ռեակցիայի արագության գործակիցներն են.

Այսպիսով, առաջընթաց ռեակցիայի արագությունը կավելանա 27 անգամ, հակառակը՝ 9 անգամ։

5. 50 0 C ջերմաստիճանում ռեակցիան ընթանում է 2 րոպե 15 վայրկյանում։ Որքա՞ն ժամանակ կպահանջվի, որպեսզի այս ռեակցիան ավարտվի 70 0 C ջերմաստիճանում, եթե այս ջերմաստիճանի միջակայքում g արագության ջերմաստիճանի գործակիցը 3 է:

Ջերմաստիճանի 50-ից 70 0 C բարձրացման դեպքում ռեակցիայի արագությունը մեծանում է Վան Հոֆի կանոնի համաձայն.

Որտեղ = 70 0 C, \u003d 50 0 С, a և - ռեակցիայի արագությունը տվյալ ջերմաստիճանում:

Մենք ստանում ենք.

դրանք. ռեակցիայի արագությունը մեծանում է 9 անգամ։

Ըստ սահմանման՝ ռեակցիայի ժամանակը հակադարձ համեմատական ​​է ռեակցիայի արագությանը, հետևաբար.

որտեղ և է ռեակցիայի ժամանակը ջերմաստիճանում Եվ .

Այստեղից մենք ստանում ենք.

Հաշվի առնելով, որ = 135 վ (2 րոպե 15 վ), մենք որոշում ենք ռեակցիայի ժամանակը ջերմաստիճանում :

6. Քանի՞ անգամ կաճի քիմիական ռեակցիայի արագությունը ջերմաստիճանի բարձրացման հետ = 10 0 C մինչև = 80 0 С , եթե g արագության ջերմաստիճանի գործակիցը հավասար է 2-ի.

Վան Հոֆի կանոնից.

Ռեակցիայի արագությունը կավելանա 128 անգամ։

7. Հիվանդի օրգանիզմից դեղերի արտազատման կինետիկան ուսումնասիրելիս պարզվել է, որ 3 ժամում հիվանդի օրգանիզմում մնացել է դեղամիջոցի սկզբնական քանակի 50%-ը։ Որոշեք մարդու մարմնից դեղամիջոցի արտանետման ռեակցիայի կես կյանքը և արագության հաստատունը, եթե հայտնի է, որ սա առաջին կարգի ռեակցիա է:

Քանի որ տվյալ ժամանակահատվածում օրգանիզմից դուրս է բերվել դեղամիջոցի 50%-ը, ապա t 1/2 = 3 ժամ: Մենք հաշվում ենք ռեակցիայի արագության հաստատունը հավասարումից.

8. Դեղամիջոցի ջրային լուծույթների լաբորատոր հետազոտություններում պարզվել է, որ հիդրոլիզի շնորհիվ դեղամիջոցի օրական կոնցենտրացիան 0,05 մոլ/լ-ից նվազել է մինչև 0,03 մոլ/լ։ Հաշվեք դեղամիջոցի հիդրոլիզի ռեակցիայի կես կյանքը:

Քանի որ հիդրոլիզի ռեակցիաները սովորաբար ընթանում են ջրի զգալի ավելցուկով, դրա կոնցենտրացիան կարող է մշտական ​​լինել: Հետևաբար, ռեակցիայի ընթացքում փոխվում է միայն դեղամիջոցի կոնցենտրացիան, և հիդրոլիզի ռեակցիան կարելի է համարել առաջին կարգի ռեակցիա։

Մենք գտնում ենք ռեակցիայի արագության հաստատունի արժեքը հավասարումից.

9. Հիվանդի օրգանիզմից դեղամիջոցի կես կյանքը (առաջին կարգի ռեակցիա) 5 ժամ է։ Որոշեք այն ժամանակը, որի ընթացքում դեղամիջոցի 75%-ը կհեռացվի մարմնից:

Օրգանիզմից դեղամիջոցի 75%-ի հեռացման դեպքում C/C 0 հարաբերակցությունը կկազմի 0,25: Այս դեպքում հարմար է օգտագործել բանաձևը.

,

10. Սախարոզայի հիդրոլիզի ռեակցիայի արագության հաստատունը 2,31×10 - 3 ժ - 1 է: Հաշվարկել:

1) ռեակցիայի կես կյանքը.

2) այն ժամանակը, որի ընթացքում հիդրոլիզ է անցնում սախարոզայի 20%-ը.

3) գլյուկոզայի ո՞ր մասն է հիդրոլիզի ենթարկվելու 5 օր հետո.

1. Կես կյանքը հետևյալն է.

2. Սախարոզի 20%-ի հիդրոլիզից հետո C/C 0 հարաբերակցությունը կկազմի 0,8: Հետևաբար.

3. 5 օր հետո (120 ժամ) C/C 0 հարաբերակցությունը կլինի.

Հետևաբար, գլյուկոզայի 24%-ը ենթարկվել է հիդրոլիզի։

11. Ինչ-որ առաջին կարգի ռեակցիայի ընթացքում նյութի սկզբնական քանակի 60%-ը փոխակերպվում է 30 րոպեում։ Որոշեք, թե նյութի որ մասը կմնա 1 ժամ հետո։

1. 30 րոպե հետո մնացած նյութի քանակը կլինի.

C 1 \u003d C 0 - 0,6 C 0 \u003d 0,4 × C 0:

այսինքն, C 0 / C 1 հարաբերակցությունը 2.5 է:

2. Գտե՛ք ռեակցիայի արագության հաստատունը.

3. C 2 նյութի 1 ժամից մնացած քանակությունը որոշվում է բանաձևով.

Այսպիսով, 1 ժամ հետո կմնա սկզբնական նյութի 16%-ը։

Հարցեր ինքնատիրապետման համար

1. Ի՞նչ է կոչվում քիմիական ռեակցիայի արագություն:

2. Ի՞նչ է կոչվում համասեռ ռեակցիայի իրական արագություն:

3. Որքա՞ն է համասեռ ռեակցիայի արագության չափը:

4. Ի՞նչ է կոչվում տարասեռ ռեակցիայի արագություն:

5. Որքա՞ն է տարասեռ ռեակցիայի արագության չափը:

6. Թվարկե՛ք ռեակցիայի արագության վրա ազդող գործոնները:

7. Ձևակերպե՛ք զանգվածային գործողության օրենքը.

8. Ո՞րն է ռեակցիայի արագության հաստատունի ֆիզիկական նշանակությունը: Ինչի՞ց է կախված ռեակցիայի արագության հաստատունը և ինչի՞ց՝ ոչ:

9. Ի՞նչ է կոչվում ռեակցիայի կարգը: Բերե՛ք զրոյական, առաջին, երկրորդ և երրորդ կարգի ռեակցիաների հավասարումների օրինակներ:

10. Արդյո՞ք ռեակցիայի արագության հաստատունի չափը կախված է ռեակցիայի հաջորդականությունից:

11. Ի՞նչ է կոչվում ռեակցիայի մոլեկուլյարություն:

13. Սահմանի՛ր պարզ և բարդ ռեակցիաները: Տրե՛ք բարդ ռեակցիաների դասակարգում:

14. Ձևակերպեք van't Hoff կանոնը: Տվեք մաթեմատիկական արտահայտություն Van't Hoff կանոնի համար:

15. Ինչպե՞ս է ռեակցիայի արագությունը կախված ակտիվացման էներգիայից: Գրի՛ր Արենիուսի հավասարումը։

16. Ի՞նչ է ակտիվացված համալիրը: Ինչու են ռեակցիաները ընթանում ակտիվացված համալիրների ձևավորման փուլերով:

17. Ի՞նչ է կոչվում կատալիզատոր: Միատարր և տարասեռ կատալիզ. Ինչո՞ւ են ռեակցիաներն ավելի արագ ընթանում կատալիզատորների առկայության դեպքում:

18. Ի՞նչ է ֆերմենտային կատալիզը: Գրի՛ր Միքայելիս-Մենտենի հավասարումը։

Անկախ լուծման առաջադրանքների տարբերակներ

Տարբերակ թիվ 1

1. A և B նյութերի միջև ռեակցիան արտահայտվում է 2A + B \u003d C հավասարմամբ և ունի A նյութի երկրորդ կարգը, իսկ B նյութի համար առաջինը: Նյութերի սկզբնական կոնցենտրացիաներն են՝ C 0 (A) \u003d 0.4 մոլ / լ; C 0 (B) \u003d 0,8 մոլ / լ; k = 0,6: Գտե՛ք ռեակցիայի սկզբնական արագությունը և արագությունը որոշ ժամանակ անց, երբ Ա նյութի կոնցենտրացիան նվազում է 0,2 մոլ/լ-ով։

2. Քանի՞ աստիճանով պետք է ջերմաստիճանը բարձրացնել, որպեսզի ռեակցիայի արագությունն ավելանա 64 անգամ: Ռեակցիայի արագության g ջերմաստիճանի գործակիցը 2 է։

ա) երբ ճնշումը համակարգում կրկնապատկվում է.

բ) գազերի ծավալի 2 անգամ ավելացմամբ.

Տարբերակ թիվ 2

1. Ռեակցիան ընթանում է համաձայն հավասարման՝ A + B = C և ունի առաջին կարգը A և B նյութում: A-ի կոնցենտրացիան 2-ից հասել է 8 մոլ/լ-ի, իսկ B-ի կոնցենտրացիան 3-ից մինչև 9 մոլ/լ. Որքա՞ն է մեծացել առաջընթացի ռեակցիայի արագությունը:

2. 150 0 C ջերմաստիճանում ռեակցիան ավարտվում է 10 րոպեում։ Հաշվելով g ջերմաստիճանի գործակիցը հավասար է 2-ի, հաշվարկեք, թե քանի րոպեի դեպքում ռեակցիան կավարտվի 170 0 C ջերմաստիճանում:

3. Ռեակցիայի արագությունն արտահայտվում է հավասարմամբ. Քանի՞ անգամ կփոխվի ռեակցիայի արագությունը, երբ սկզբնական նյութերի կոնցենտրացիան 3 անգամ ավելանա:

Տարբերակ թիվ 3

1. Ռեակցիան արտահայտվում է հավասարմամբ՝ A + B \u003d C և ունի առաջին կարգը A և B նյութում: Սկզբնական կոնցենտրացիաներում C 0 (A) \u003d 3 մոլ / լ և C 0 (B) \ u003d 5 մոլ/լ, ուղղակի ռեակցիայի արագությունը հավասար է 0,3 մոլ/լ×վ: Որոշեք արագության հաստատունը և ռեակցիայի արագությունը որոշ ժամանակ անց, երբ Ա-ի կոնցենտրացիան նվազում է 2 մոլ/լ-ով։

2. Քանի՞ անգամ կաճի քիմիական ռեակցիայի արագությունը 10-ից 70 0 C ջերմաստիճանի բարձրացման հետ, եթե g արագության ջերմաստիճանի գործակիցը 2 է:

3. A (tv) + 2B (գազ) = C (tv) ռեակցիայի արագությունը արտահայտվում է հավասարմամբ. Ինչպե՞ս կփոխվի ռեակցիայի արագությունը, եթե B-ի կոնցենտրացիան կրկնապատկվի:

Տարբերակ թիվ 4

1. Ռեակցիան ընթանում է ըստ հավասարման՝ 2A + B = 2C և ունի A նյութի երկրորդ կարգը, իսկ B նյութի համար՝ առաջինը։ կոնցենտրացիաներն են՝ C 0 (A) = 8 մոլ/լ; C 0 (B) = 4 մոլ / լ; k = 0,4:

2. Որոշ ռեակցիա 100 0 C ջերմաստիճանում ավարտվում է 5 րոպեում: Որքա՞ն ժամանակ կպահանջվի 80 0 C-ում ավարտվելու համար, եթե g արագության ջերմաստիճանի գործակիցը 3 է:

3. 3A + B = C ռեակցիայի արագությունը արտահայտվում է հավասարմամբ. Քանի՞ անգամ կփոխվի ուղիղ ռեակցիայի արագությունը:

ա) երբ Ա նյութի կոնցենտրացիան կրկնապատկվում է.

բ) սկզբնական նյութերի կոնցենտրացիայի 2 անգամ միաժամանակ նվազմամբ.

Տարբերակ թիվ 5

1. Որոշակի ռեակցիայի արագությունը 40-ից 70 0 C ջերմաստիճանի բարձրացմամբ աճել է 8 անգամ: Որոշեք g-ի արժեքը.

2. Ռեակցիան ընթանում է ըստ հավասարման՝ A + 3B \u003d 2C և ունի առաջին կարգը A նյութի համար, իսկ երկրորդը՝ B նյութի համար: Նյութերի սկզբնական կոնցենտրացիաներն են՝ C 0 (A) \u003d 2 մոլ/լ; C 0 (B) = 6 մոլ / լ; k = 1. Հաշվե՛ք առաջընթաց ռեակցիայի սկզբնական արագությունը և արագությունը այն պահին, երբ Ա նյութի կոնցենտրացիան նվազել է 1 մոլ/լ-ով: Ինչպե՞ս կփոխվի քիմիական ռեակցիայի արագությունը:

3. Ինչպե՞ս կփոխվեն գազային փուլում տեղի ունեցող ուղիղ և հակադարձ ռեակցիաների արագությունները, որոնք ենթարկվում են հավասարումների.

Տարբերակ թիվ 6

1. Փակ անոթում կա գազերի խառնուրդ՝ բաղկացած 1 մոլ Ա-ից և 3 մոլ Բ-ից, որն արձագանքում է ըստ հավասարման՝ A + 3B = 2C։ Ուղղակի ռեակցիայի արագությունը նկարագրվում է հավասարմամբ Քանի՞ անգամ կնվազի ուղիղ ռեակցիայի արագությունը 0,5 մոլ Ա-ն արձագանքելուց հետո:

2. Քանի՞ աստիճանով պետք է ջերմաստիճանը բարձրացնել, որպեսզի ռեակցիայի արագությունը մեծանա 9 անգամ, եթե g արագության ջերմաստիճանի գործակիցը 3 է:

3. Ինչպե՞ս կփոխվի գազաֆազային ուղղակի ռեակցիայի արագությունը՝ 2A = B, որի կարգը գնահատվում է 0,5, համակարգում ճնշման իզոթերմային նվազմամբ 3 անգամ:

Տարբերակ թիվ 7

1. A և B նյութերի միջև ռեակցիան ընթանում է ըստ հավասարման՝ A + 2B \u003d C և ունի առաջին կարգը A և B նյութում: Արձագանքող նյութերի սկզբնական կոնցենտրացիաները եղել են՝ C 0 (A) \u003d. 1,5 մոլ / լ; C 0 (B) = 3 մոլ / լ; k = 0,4: Հաշվե՛ք քիմիական ռեակցիայի արագությունը ժամանակի սկզբնական պահին և որոշ ժամանակ անց, երբ արձագանքել է A 75%-ը:

2. Որքա՞ն է g արագության ջերմաստիճանի գործակիցը, եթե ջերմաստիճանի 30 0 C-ով բարձրացման դեպքում ռեակցիայի արագությունը մեծանում է 27 անգամ:

3. Ինչպե՞ս կփոխվեն գազային փուլում տեղի ունեցող ուղիղ և հակադարձ ռեակցիաների արագությունները, որոնք ենթարկվում են հավասարումների.

ճնշման իզոթերմային բարձրացմամբ 2 անգամ.

Տարբերակ թիվ 8

1. 1 մոլ A նյութ պարունակող 1 մոլ նյութ B և 2 մոլ նյութ պարունակող 1 լիտր լուծույթում ռեակցիան ընթանում է՝ A + 3B \u003d 2C + D: Ուղղակի ռեակցիան առաջին կարգն ունի A նյութում, իսկ երկրորդը՝ B նյութում: Քանի՞ անգամ կաճի ուղիղ նվազման ռեակցիայի արագությունը 0,65 մոլ A նյութից հետո.

2. Երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է -5-ից +5 0 C, բակտերիալ հիդրոլիզի արագությունը (ֆերմենտային պրոցես) ավելանում է 4 անգամ։ Գտե՛ք ռեակցիայի արագության ջերմաստիճանային գործակցի արժեքը g.

3. Քանի՞ անգամ պետք է ավելացնել A նյութի կոնցենտրացիան 2A (գազ) \u003d B (գազ) + C (պինդ) համակարգում, որպեսզի ուղղակի ռեակցիայի արագությունը, որը երկրորդ կարգի ռեակցիա է, մեծանա 4 անգամ?

Տարբերակ թիվ 9

1. Ռեակցիան ընթանում է ըստ հավասարման՝ 2A + B = 2C և ունի A նյութի երկրորդ կարգը, իսկ B նյութի համար՝ առաջինը։ Ուղղակի ռեակցիայի արագությունը 8 մոլ/լ×վ է։ Հաշվե՛ք արագության հաստատունը և անմիջական ռեակցիայի արագությունը այն պահին, երբ B նյութի 30%-ը արձագանքում է, եթե սկզբնական կոնցենտրացիաներն են՝ C 0 (A) = 2 մոլ/լ; C 0 (B) \u003d 1 մոլ / լ: Ինչպե՞ս կփոխվի քիմիական ռեակցիայի արագությունը:

2. Ջերմաստիճանի 10-ից 50 0 C բարձրացման դեպքում ռեակցիայի արագությունը 16 անգամ ավելացել է: Որոշեք արագության ջերմաստիճանի գործակիցը g.

3. Ռեակցիան ընթանում է ըստ հավասարման՝ A + B = C + D + E և ունի A նյութի առաջին կարգը և B նյութի համար զրո: Ինչպե՞ս կփոխվի ուղղակի ռեակցիայի արագությունը արձագանքող խառնուրդը 3 անգամ նոսրացնելուց հետո: ?

Տարբերակ թիվ 10

1. Ռեակցիան ընթանում է ըստ հավասարման՝ A + 2B \u003d AB 2 և ունի A նյութի առաջին կարգը, իսկ B նյութում երկրորդը: Ռեակցիայի արագության հաստատունը 0,01 է: Հաշվարկել ռեակցիայի արագությունը սկզբնական կոնցենտրացիաներում՝ C 0 (A) = 0.8 մոլ/լ; C 0 (B) \u003d 0,8 մոլ / լ և ռեակցիայի արագությունը AB 2 նյութի 0,2 մոլ / լ ձևավորման պահին:

2. Քանի՞ անգամ կաճի քիմիական ռեակցիայի արագությունը 30-ից 60 0 C ջերմաստիճանի բարձրացման հետ, եթե g արագության ջերմաստիճանի գործակիցը 3 է:

3. Հիվանդի օրգանիզմից դեղամիջոցի կես կյանքը (առաջին կարգի ռեակցիա) 6 ժամ է։ Որոշեք այն ժամանակը, որի համար դեղամիջոցի պարունակությունը մարդու մարմնում կնվազի 8 անգամ:

Տարբերակ թիվ 11

1. Ռեակցիան ընթանում է ըստ հավասարման՝ A + B \u003d 2C և ունի առաջին կարգը A և B նյութում: Նյութերի սկզբնական կոնցենտրացիաներն են՝ C 0 (A) \u003d 0,3 մոլ/լ; C 0 (B) \u003d 0,5 մոլ / լ; k = 0,1: Գտե՛ք սկզբնական ռեակցիայի արագությունը և ռեակցիայի արագությունը որոշ ժամանակ անց, երբ A կոնցենտրացիան նվազում է 0,1 մոլ/լ-ով։

2. 100 0 C ջերմաստիճանում որոշ ռեակցիաներ ավարտվում են 16 րոպեում: Հաշվի առնելով g արագության ջերմաստիճանի գործակիցը, որը հավասար է 2-ի, հաշվարկեք, թե քանի րոպեում կավարտվի նույն ռեակցիան 140 0 C ջերմաստիճանում:

3. Հիվանդի օրգանիզմից դեղամիջոցի կես կյանքը (առաջին կարգի ռեակցիա) 2 ժամ է։ Որոշեք այն ժամանակը, որի ընթացքում դեղամիջոցի 99%-ը կհեռացվի մարմնից:

Տարբերակ թիվ 12

1. Ռեակցիան ընթանում է ըստ հավասարման՝ A + 2B \u003d C և ունի առաջին կարգը A նյութի համար, իսկ երկրորդը՝ B նյութի համար: Նյութերի սկզբնական կոնցենտրացիաներն են՝ C 0 (A) \u003d 0,9 մոլ/լ; C 0 (B) \u003d 1,5 մոլ / լ; k = 0,6: Գտե՛ք ռեակցիայի սկզբնական արագությունը և արագությունը որոշ ժամանակ անց, երբ սպառվել է A նյութի 50%-ը:

2. Որքա՞ն է քիմիական ռեակցիայի արագության ջերմաստիճանի գործակիցը g , եթե ջերմաստիճանի 30 0 C-ով բարձրացմամբ արագությունը մեծանում է 27 անգամ.

3. Ինչ-որ առաջին կարգի ռեակցիայի կես կյանքը 30 րոպե է: Հաշվեք, թե սկզբնական գումարի որ մասը կմնա 1 ժամ հետո։

Տարբերակ թիվ 13

1. Ռեակցիան ընթանում է ըստ հավասարման՝ 2A + B = 2C և ունի A նյութի երկրորդ կարգը, իսկ B նյութի համար՝ առաջինը: Ռեակցիայի արագության հաստատունը 5 × 10 - 2 է: Հաշվարկել ռեակցիայի արագությունը սկզբնական կոնցենտրացիաներում C 0 (A) = 0.4 մոլ/լ; C 0 (B) \u003d 0,9 մոլ / լ և ռեակցիայի արագությունը C նյութի 0,1 մոլ ձևավորման պահին:

2. 10 0 C ջերմաստիճանում ռեակցիան ընթանում է 80 րոպեում։ Ի՞նչ ջերմաստիճանում ռեակցիան կավարտվի 20 րոպեում, եթե g արագության ջերմաստիճանի գործակիցը 2 է:

3. Լաբորատոր հետազոտությունների ընթացքում պարզվել է, որ օրվա ընթացքում հիվանդի օրգանիզմում դեղամիջոցի կոնցենտրացիան 0,1 մոլ/լ-ից նվազել է մինչև 0,02 մոլ/լ։ Հաշվեք դեղամիջոցի կիսամյակի տևողությունը՝ ենթադրելով, որ այս ռեակցիան առաջին կարգի է։

Տարբերակ թիվ 14

1. 1լ ծավալով փակ անոթում կա գազերի խառնուրդ՝ բաղկացած 1 մոլ գազ A և 3 մոլ գազ B, որն արձագանքում է A + 3B = 2C հավասարման համաձայն։ Ուղիղ ռեակցիան ունի առաջին կարգը A նյութում, իսկ երկրորդը՝ B նյութում: Ինչպե՞ս կփոխվի ուղղակի ռեակցիայի արագությունը 0,5 մոլ գազի A արձագանքելուց հետո:

2. Համակարգի ջերմաստիճանի 10-ից 50 0 C բարձրացման դեպքում քիմիական ռեակցիայի արագությունն ավելացել է 16 անգամ։ Որոշել ռեակցիայի արագության ջերմաստիճանի գործակիցը g .

3. Չեռնոբիլի ատոմակայանում տեղի ունեցած վթարի ժամանակ (1986 թ.) արձակվել է Cs-137 ռադիոնուկլիդը, որի կիսամյակը 30 տարի է։ Հաշվեք, թե ռադիոնուկլիդի մարմնի որ մասն է մնացել ներկա պահին:

Տարբերակ թիվ 15

1. Ռեակցիան ընթանում է ըստ հավասարման. A + B \u003d C-ն ունի առաջին կարգը A և B նյութում: Նյութերի սկզբնական կոնցենտրացիաներում C 0 (A) \u003d 0,6 մոլ / լ; C 0 (B) = 0,8 մոլ/լ, ռեակցիայի արագությունը 0,03 մոլ/լ×վ է: Որոշել արագության հաստատունը և ռեակցիայի արագությունը որոշ ժամանակ անց, երբ A նյութի կոնցենտրացիան նվազում է 0,3 մոլ/լ-ով։

2. 0 0 C ջերմաստիճանում ռեակցիայի արագությունը 1 մոլ/լ×վ է։ Հաշվե՛ք այս ռեակցիայի արագությունը 30 0 C ջերմաստիճանում, եթե ռեակցիայի արագության ջերմաստիճանային գործակիցը 3 է։

3. Թունաքիմիկատների հիդրոլիզի արագության հաստատունը 25 0 C ջերմաստիճանում 0,32 s - 1 է: Թունաքիմիկատների նախնական կոնցենտրացիան նմուշում եղել է 2,5 մոլ/լ: Հաշվարկեք թունաքիմիկատների կոնցենտրացիան 0,01 մոլ/լ-ի նվազման համար անհրաժեշտ ժամանակը:

Տարբերակ թիվ 16

1. Քայքայման ռեակցիան ընթանում է ըստ հավասարման՝ 2A \u003d 2B + C և ունի A նյութի երկրորդ կարգ: Այս ռեակցիայի արագության հաստատունը 200 0 C-ում 0,05 է: Սկզբնական կոնցենտրացիան С(A) = 2 մոլ/լ. Որոշե՛ք ռեակցիայի արագությունը նշված ջերմաստիճանում սկզբնական պահին և այն պահին, երբ A նյութի 80%-ը քայքայվել է։

2. Ինչպե՞ս կփոխվի ուղղակի ռեակցիայի արագությունը՝ 2A (tv) + 3B (գազ) \u003d 2C (tv), որն ունի A նյութի զրոյական կարգը, իսկ B նյութի համար երրորդը, եթե համակարգում ճնշումը ավելացել է 3 անգամ?

3. Ինչ-որ առաջին կարգի ռեակցիայի ընթացքում նյութի սկզբնական քանակի 20%-ը 45 րոպեում փոխակերպվում է։ Որոշեք, թե նյութի որ մասը կմնա 1,5 ժամ հետո։

Տարբերակ թիվ 17

1. Գազերի փոխազդեցությունն ընթանում է ըստ հավասարման՝ A + 2B \u003d 2C և ունի առաջին կարգը ըստ A նյութի և երկրորդը ըստ նյութի B: Գազերի սկզբնական կոնցենտրացիաներն են՝ C 0 (A) \ u003d 2 մոլ / լ; C 0 (B) = 4 մոլ / լ; k = 0,02: Հաշվե՛ք ուղիղ ռեակցիայի արագությունը ժամանակի սկզբնական պահին և որոշ ժամանակ անց, երբ արձագանքել է A նյութի 50%-ը։

2. 20 0 C ջերմաստիճանում ռեակցիան ընթանում է 2 րոպեում։ Որքա՞ն ժամանակ կտևի նույն ռեակցիան 0 0 C ջերմաստիճանում, եթե g = 2:

3. Մաթնաթթուն ոսկու մակերեսին քայքայվում է ածխածնի մոնօքսիդի (IV) և ջրածնի։ Այս ռեակցիայի արագության հաստատունը 140 0 C ջերմաստիճանում 5,5×10 - 4 րոպե -1 է, իսկ 185 0 C ջերմաստիճանում այն ​​9,2 × 10 - 3 րոպե -1 է: Որոշեք այս ռեակցիայի ակտիվացման էներգիան:

Տարբերակ թիվ 18

1. Ռեակցիան ընթանում է ըստ հավասարման՝ 2A + B = 2C և ունի առաջին կարգը A և B նյութում: Ռեակցիայի արագությունը 0,5 մոլ/լ×վ է: Նյութերի սկզբնական կոնցենտրացիաները հավասար են՝ С(A) = 6 մոլ/լ; C(B) = 3 մոլ/լ. Որոշեք այս ռեակցիայի արագության հաստատունը և ռեակցիայի արագությունը որոշ ժամանակ անց, երբ B նյութի կոնցենտրացիան նվազում է 1 մոլ/լ-ով։

2. 20 0 C ջերմաստիճանում ռեակցիան ընթանում է 2 րոպեում։ Որքա՞ն կտևի նույն ռեակցիան 50 0 C ջերմաստիճանում, եթե g = 2:

3. Եղեգի շաքարի ինվերսիայի ռեակցիայի արագության հաստատունը 25 0 C ջերմաստիճանում 9,67×10 - 3 րոպե - 1 է, իսկ 40 0 ​​C ջերմաստիճանում այն ​​73,4 × 10 - 3 րոպե -1 է: Որոշեք այս ռեակցիայի ակտիվացման էներգիան նշված ջերմաստիճանի միջակայքում:

Վերահսկեք հարցերն ու առաջադրանքները

1. Քիմիական ռեակցիաների արագությունը, միջին արագության և ակնթարթային արագության տարբերությունը:

2. Գրի՛ր քիմիական ռեակցիաների զանգվածի գործողության օրենքի մաթեմատիկական արտահայտությունը.

2A + B = A 2 B

4Fe + 3O 2 \u003d 2Fe 2 O 3

3. Քիմիական ռեակցիայի արագության կախվածությունը ռեակտիվների բնույթից, ջերմաստիճանից։ Վան Հոֆի օրենքը, Արենիուսի հավասարումը. Միատարր և տարասեռ կատալիզ. Օրինակներ. Կատալիզատորի գործողության մեխանիզմը. Քիմիական ռեակցիայի ակտիվացման էներգիան:

4. A + 2B \u003d AB 2 ռեակցիայի արագության հաստատունը 2 10 -3 լ / (մոլ վ): Հաշվե՛ք դրա արագությունը սկզբնական պահին, երբ C A = C B = 0,4 մոլ/լ և որոշ ժամանակ անց: Այս պահին AB 2 նյութի կոնցենտրացիան կազմում էր 0,1 մոլ/լ։

5. Մեթանի այրումը թթվածնում, եթե թթվածնի կոնցենտրացիան ավելացվի 5 անգամ.

6. Քիմիական ռեակցիան ընթանում է A + B \u003d C հավասարման համաձայն: Ժամանակի սկզբնական պահին C A \u003d 2,7 մոլ / լ, C B \u003d 2,5 մոլ / լ: 0,5 ժամ հետո A նյութի կոնցենտրացիան նվազեց և դարձավ C A \u003d 2,5 մոլ / լ: Հաշվե՛ք B և C նյութերի կոնցենտրացիան մինչև այս պահը և միջին արագությունը նշված ժամանակահատվածում:

7. Քանի՞ անգամ պետք է ճնշումը մեծացվի, որպեսզի 2NO 2 + O 2 = 2NO 2 քիմիական ռեակցիայի արագությունը 1000 անգամ ավելանա:

8. Քանի՞ անգամ կփոխվի քիմիական ռեակցիայի արագությունը, երբ ջերմաստիճանը 70-ից իջնում ​​է 30 0 C, եթե ջերմաստիճանի գործակիցը 3 է։

9. Քանի՞ աստիճանով պետք է ջերմաստիճանը բարձրացնել, որպեսզի քիմիական ռեակցիայի արագությունն ավելանա 81 անգամ: Ռեակցիայի արագության ջերմաստիճանի գործակիցը 3?

10. Հաշվե՛ք որոշակի քիմիական ռեակցիայի ջերմաստիճանի գործակիցը, եթե 10-ից 50 0 С ջերմաստիճանի բարձրացման դեպքում քիմիական ռեակցիայի արագությունն ավելացել է 16 անգամ։

Առաջադրանքների կատարման օրինակներ

Օրինակ 1Գրե՛ք զանգվածի գործողության օրենքի մաթեմատիկական արտահայտություն հետևյալ քիմիական ռեակցիաների համար.

Պատասխանել.Ռեակցիայի համար (1) արագությունը կախված է միայն SO 2 կոնցենտրացիայից, ռեակցիայի համար (2) կախված է միայն H 2 կոնցենտրացիայից:

Օրինակ 2Ինչպե՞ս կփոխվի քիմիական ռեակցիայի արագությունը:

4Al (c) + 3O 2 (g) \u003d 2Al 2 O 3 (c),

եթե թթվածնի կոնցենտրացիան ավելացվի 3 անգամ.

Լուծում

1. Գրում ենք ռեակտիվ նյութերի կոնցենտրացիայից քիմիական ռեակցիայի արագության կախվածության արտահայտությունը՝ V 1 = k 3:

2. Թթվածնի կոնցենտրացիայի 3 անգամ աճով, քիմիական ռեակցիայի արագությունը նույնպես մեծանում է. V 2 \u003d k 3:

V 2 / V 1 = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 27

Պատասխանել.Թթվածնի կոնցենտրացիայի 3 անգամ ավելացման դեպքում քիմիական ռեակցիայի արագությունը մեծանում է 27 անգամ։

Օրինակ 3Ինչպե՞ս կփոխվի քիմիական ռեակցիայի արագությունը:

2Al (c) + 3Cl 2 (g) \u003d 2AlCl 3 (c)

երբ ճնշումը կրկնապատկվում է.

Լուծում.

1. Գրում ենք ռեակտիվ նյութերի կոնցենտրացիայից քիմիական ռեակցիայի արագության կախվածության արտահայտությունը՝ V 1 = k 3:

2. Երբ ճնշումը կրկնապատկվում է, կրկնապատկվում է նաեւ քլորի կոնցենտրացիան։ Հետեւաբար, V 2 = k 3:

3. Քիմիական ռեակցիայի արագության փոփոխությունն է

V 2 / V 1 = ¾¾¾¾¾¾¾ = 8

Պատասխանել.Ճնշման 2 անգամ աճի դեպքում այս քիմիական ռեակցիայի արագությունը մեծանում է 8 անգամ։

Օրինակ 4Քիմիական ռեակցիայի արագության ջերմաստիճանի գործակիցը 2,5 է։ Ինչպե՞ս կփոխվի դրա արագությունը ա) ռեակցիայի խառնուրդի ջերմաստիճանի 60-ից մինչև 100 o C բարձրացմամբ. բ) երբ ջերմաստիճանը իջնում ​​է 50-ից մինչև 30 ° C:

Լուծում

1. Քիմիական ռեակցիայի արագության կախվածությունը ջերմաստիճանից որոշվում է վանտ Հոֆ կանոնով։ Դրա մաթեմատիկական արտահայտությունը.

V 2 = V 1 γ (t2 - t1) / 10:

Հետևաբար, ա) V 2 / V 1 \u003d 2.5 (100-60) / 10 \u003d 2.5 4 \u003d 39.06;

բ) V 2 / V 1 \u003d 2.5 (30-50) / 10 \u003d 2.5 -2 \u003d 1 / 6.25 \u003d 0.16:

Պատասխանել.Ջերմաստիճանի 40 ° բարձրացման դեպքում այս ռեակցիայի արագությունը մեծանում է 39,06 անգամ, ջերմաստիճանի 20 ° նվազման դեպքում քիմիական ռեակցիայի արագությունը նվազում է 6,25 անգամ և կազմում է քիմիական ռեակցիայի արագության ընդամենը 0,16-ը: ջերմաստիճանը 50 ° C:

Առարկա. Քիմիական հավասարակշռություն

Վերահսկեք հարցերն ու առաջադրանքները

1. Շրջելի և անշրջելի քիմիական ռեակցիաներ. Բերեք օրինակներ։ Ռեակցիաների անշրջելիության հիմնական նշանները. Կեղծ քիմիական հավասարակշռություն.

2. Զանգվածի գործողության օրենքը շրջելի քիմիական ռեակցիաների համար: Քիմիական հավասարակշռության հաստատունի ֆիզիկական նշանակությունը:

3. Գրի՛ր հետևյալ քիմիական ռեակցիաների քիմիական հավասարակշռության հաստատունի արտահայտությունը.

3Fe(c) + 4H 2 O(g) Fe 3 O 4 (c) + 4H 2 (գ)

CaO (գ) + CO 2 (գ) CaCO 3 (գ)

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

4. Լե Շատելիեի սկզբունքը. Բերեք օրինակներ։

5. Ինչպե՞ս է ճնշման աճն ազդում քիմիական հավասարակշռության փոփոխության վրա հետևյալ ռեակցիաներում.

H 2 (գ) + J 2 (գ) 2HJ (գ)

CO(g) + Cl 2 (գ) COCl 2 (գ)

2NO(g) + O 2 (g) 2NO 2 (գ)

C(c) + CO 2 (g) 2CO(g)

6. Ուղղակի կամ հակադարձ ռեակցիայի ուղղությամբ քիմիական հավասարակշռությունը կփոխվի հետևյալ ռեակցիաներում, երբ ջերմաստիճանը նվազում է.

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

2N 2 (գ) + O 2 (գ) 2N 2 O (գ) DH > 0

2SO 2 (գ) + O 2 (գ) 2SO 3 (գ) + 192,74 կՋ

N 2 O 4 (գ) 2NO 2 (գ) - 54,47 կՋ

7. Ինչ գործոնների ազդեցությամբ քիմիական հավասարակշռությունը կարող է տեղափոխվել ուղիղ ռեակցիա.

C (c) + H 2 O (g) CO (g) + H 2 (գ) - 129,89 կՋ

N 2 (գ) + 3H 2 (գ) 2NH 3 (գ) DH< 0

8. Քիմիական հավասարակշռությունը 2SO 2 (գ) + O 2 (գ) \u003d 2SO 3 (գ) ռեակցիայում հաստատվել է ռեակտիվների հետևյալ կոնցենտրացիաներում. 0.09 մոլ/լ. Ինչպե՞ս կփոխվի առաջընթաց ռեակցիայի արագությունը, հակադարձ ռեակցիայի արագությունը, եթե գազային խառնուրդի ծավալը կրճատվի 3 անգամ։

9. Հաշվեք ջրածնի և քլորի հավասարակշռության կոնցենտրացիան քիմիական ռեակցիայում՝ H 2 (գ) + Cl 2 (գ) \u003d 2HCl (գ), եթե C (H 2) \u003d 0,5 մոլ / լ, C (Cl 2) = 1,5 մոլ/լ, իսկ քլորաջրածնի հավասարակշռության կոնցենտրացիան = 0,8 մոլ/լ: Հաշվիր քիմիական հավասարակշռության հաստատունը:

10. Որոշակի ջերմաստիճանում հավասարակշռության խառնուրդի բաղադրությունը հետևյալն է. լիտր. Հաշվել CO(g) + Cl 2 (g) COCl 2 (g) քիմիական ռեակցիայի հավասարակշռության հաստատունը

Առաջադրանքների կատարման օրինակներ

Օրինակ 1Գրե՛ք Ca 3 N 2 (գ) + 6H 2 O (g) \u003d 3Ca (OH) 2 (c) + 2NH 3 (գ) ռեակցիայի քիմիական հավասարակշռության հաստատունի մաթեմատիկական արտահայտությունը։

Լուծում.Քիմիական հավասարակշռության հաստատունի մաթեմատիկական արտահայտությունը (շրջելի ռեակցիաների զանգվածի գործողության օրենքը) հաշվի չի առնում նյութերի մասնակցությունը պինդ և հեղուկ փուլերում։ Հետևաբար,

Պատասխանել.Հավասարակշռության հաստատունը որոշվում է գազային փուլում ամոնիակի և ջրի հավասարակշռության կոնցենտրացիաների հարաբերակցությամբ:

Օրինակ 2 CoO (c) + CO (g) \u003d Co (c) + CO 2 (g) ռեակցիայի համար հաշվարկեք քիմիական հավասարակշռության հաստատունը, եթե հավասարակշռության պահին CO 80% արձագանքել է, CO-ի սկզբնական կոնցենտրացիան 1,88 է: մոլ / լ.

Լուծում

1. Kc = / քիմիական հավասարակշռության հաստատունի մաթեմատիկական արտահայտություն:

2. CO-ի և CO 2-ի հավասարակշռության կոնցենտրացիաները: CO-ի հավասարակշռության կոնցենտրացիան սկզբնականից պակաս կլինի (նյութի մի մասը՝ 80%-ը, մտել է քիմիական ռեակցիայի մեջ.

[CO] = C (CO) նշ. – C (CO) նախածանց. \u003d 1.88 - (1.88 80) / 100 \u003d

0,376 մոլ/լ.

CO 2-ի հավասարակշռության կոնցենտրացիան հետևյալն է.

[CO 2 ] \u003d C (CO) proreact. \u003d (1,88 80) / 100 \u003d 1,504 մոլ / լ:

3. Քիմիական հավասարակշռության հաստատունի մաթեմատիկական արտահայտության մեջ մենք փոխարինում ենք CO-ի և CO 2-ի հավասարակշռության կոնցենտրացիաների արժեքները.

Kc \u003d 1.504 / 0.376 \u003d 4.

Պատասխանել.Այս ռեակցիայի քիմիական հավասարակշռության հաստատունը 4 է; ինչը ցույց է տալիս, որ ժամանակի այս պահին առաջընթաց ռեակցիայի արագությունը 4 անգամ ավելի է, քան հակադարձ ռեակցիայի արագությունը:

Օրինակ 3Ո՞ր ուղղությամբ կշարժվի 2NiO (c) + CO 2 (g) + H 2 O (g) \u003d (NiOH) 2 CO 3 (գ) DH o ռեակցիայի քիմիական հավասարակշռությունը.< 0

ա) ճնշման աճով, բ) ջերմաստիճանի բարձրացմամբ. Առաջարկեք T և P թերմոդինամիկական պարամետրերի օպտիմալ փոփոխություն՝ ռեակցիայի արտադրանքի ելքը մեծացնելու համար:

Լուծում

1. Լե Շատելիեի սկզբունքի համաձայն՝ ճնշման աճը քիմիական ռեակցիայի հավասարակշռությունը տեղափոխում է մի ուղղությամբ, որն ուղեկցվում է ռեակցիայի համակարգի ծավալի նվազմամբ։ Ճնշման աճով այս ռեակցիայի հավասարակշռությունը տեղափոխվում է աջ (առաջընթաց ռեակցիայի արագությունը ավելի բարձր է, քան հակառակը):

2. Լե Շատելիեի սկզբունքի համաձայն՝ ջերմաստիճանի բարձրացումը քիմիական հավասարակշռությունը տեղափոխում է դեպի էնդոթերմիկ ռեակցիա։ Հետևաբար, երբ ջերմաստիճանը մեծանում է, այս ռեակցիայի հավասարակշռությունը տեղափոխվում է ձախ (հակադարձ ռեակցիայի արագությունը ավելի բարձր է, քան առաջը):

3. Նիկելի (II) հիդրոքսոկարբոնատի առաջացման քիմիական ռեակցիայի արտադրանքի բերքատվությունը բարձրացնելու համար ճնշումը մեծացնել և ջերմաստիճանը նվազեցնել։

Օրինակ 4Գրե՛ք ռեակցիայի քիմիական հավասարակշռության հաստատունի արտահայտություն.

MgO (c) + H 2 (g) \u003d Mg (c) + H 2 O (գ):

Արդյո՞ք ճնշման աճը ազդում է քիմիական հավասարակշռության փոփոխության վրա:

Լուծում.Փոխարժեքի արտահայտման մեջ տարասեռ ռեակցիաների համար:

1. Քիմիական կինետիկայի հիմնական հասկացություններն ու պոստուլատները

Քիմիական կինետիկան ֆիզիկական քիմիայի մի ճյուղ է, որն ուսումնասիրում է քիմիական ռեակցիաների արագությունը։ Քիմիական կինետիկայի հիմնական խնդիրներն են՝ 1) ռեակցիայի արագությունների հաշվարկը և կինետիկ կորերի որոշումը, այսինքն. ռեակտիվների կոնցենտրացիաների կախվածությունը ժամանակից ( ուղղակի առաջադրանք); 2) ռեակցիայի մեխանիզմների որոշում կինետիկ կորերից ( հակադարձ խնդիր).

Քիմիական ռեակցիայի արագությունը նկարագրում է ռեակտիվների կոնցենտրացիաների փոփոխությունը միավոր ժամանակում: Ռեակցիայի համար

ա A+ բ B+... դ D+ ե E+...

ռեակցիայի արագությունը սահմանվում է հետևյալ կերպ.

որտեղ քառակուսի փակագծերը ցույց են տալիս նյութի կոնցենտրացիան (սովորաբար չափվում է մոլ/լ-ով), տ- ժամանակ; ա, բ, դ, ե- ստոյխիոմետրիկ գործակիցները ռեակցիայի հավասարման մեջ.

Ռեակցիայի արագությունը կախված է ռեակտիվների բնույթից, դրանց կոնցենտրացիայից, ջերմաստիճանից և կատալիզատորի առկայությունից։ Ռեակցիայի արագության կախվածությունը կոնցենտրացիայից նկարագրված է քիմիական կինետիկայի հիմնական պոստուլատով. գործող զանգվածների օրենքը:

Քիմիական ռեակցիայի արագությունը ժամանակի յուրաքանչյուր կետում համաչափ է ռեակտիվների ընթացիկ կոնցենտրացիաներին, որոնք բարձրացված են որոշ հզորությունների.

,

Որտեղ կ- արագության հաստատուն (անկախ կոնցենտրացիայից); x, y- որոշ թվեր, որոնք կոչվում են ըստ նյութերի ռեակցիայի կարգը A և B, համապատասխանաբար: Այս թվերը հիմնականում գործակիցների հետ կապ չունեն աԵվ բռեակցիայի հավասարման մեջ։ Ցուցանիշների գումարը x+ yկանչեց ընդհանուր արձագանքման կարգը. Ռեակցիայի կարգը կարող է լինել դրական կամ բացասական, ամբողջ կամ կոտորակային:

Քիմիական ռեակցիաների մեծ մասը բաղկացած է մի քանի փուլից, որոնք կոչվում են տարրական ռեակցիաներ. Տարրական ռեակցիան սովորաբար հասկացվում է որպես քիմիական կապի ձևավորման կամ ճեղքման մեկ գործողություն, որն ընթանում է անցումային համալիրի ձևավորմամբ: Տարրական ռեակցիայի մեջ ներգրավված մասնիկների թիվը կոչվում է մոլեկուլյարությունռեակցիաներ. Տարրական ռեակցիաների միայն երեք տեսակ կա՝ մոնոմոլեկուլային (A B + ...), երկմոլեկուլային (A + B D + ...) և եռամոլեկուլային (2A + B D + ...): Տարրական ռեակցիաների համար ընդհանուր կարգը հավասար է մոլեկուլյարությանը, իսկ նյութերի կարգերը հավասար են ռեակցիայի հավասարման գործակիցներին։

ՕՐԻՆՆԵՐ

Օրինակ 1-1. NO առաջացման արագությունը 2NOBr (g) 2NO (g) + Br 2(g) ռեակցիայում 1,6 է: 10 -4 մոլ/(լ.ս). Ո՞րն է ռեակցիայի արագությունը և NOBr սպառման արագությունը:

Լուծում. Ըստ սահմանման, ռեակցիայի արագությունը հետևյալն է.

Խլուրդ / (l. s).

Նույն սահմանումից բխում է, որ NOBr-ի սպառման արագությունը հավասար է հակառակ նշանով NO առաջացման արագությանը.

մոլ / (լ. ս).

Օրինակ 1-2. 2-րդ կարգի A + B D ռեակցիայում A և B նյութերի սկզբնական կոնցենտրացիաները համապատասխանաբար կազմում են 2,0 մոլ/լ և 3,0 մոլ/լ։ Ռեակցիայի արագությունը 1,2 է: 10 -3 մոլ/(լ.վ) [A] = 1,5 մոլ/լ-ում: Հաշվե՛ք արագության հաստատունը և ռեակցիայի արագությունը [B] = 1,5 մոլ/լ.

Լուծում. Համաձայն զանգվածային գործողության օրենքի՝ ցանկացած պահի ռեակցիայի արագությունը հետևյալն է.

.

Այն պահին, երբ [A] = 1,5 մոլ/լ, A և B նյութերի 0,5 մոլ/լ արձագանքել են, հետևաբար [B] = 3 – 0,5 = 2,5 մոլ/լ։ Փոխարժեքի հաստատունը հետևյալն է.

Լ/(մոլ. ս).

Այն պահին, երբ [B] = 1,5 մոլ/լ, A և B նյութերի 1,5 մոլ/լ արձագանքեցին, հետևաբար [A] = 2 – 1,5 = 0,5 մոլ/լ։ Ռեակցիայի արագությունը հետևյալն է.

Խլուրդ / (l. s).

ԱՌԱՋԱԴՐԱՆՔՆԵՐ

1-1. Ինչպե՞ս է ամոնիակի սինթեզի ռեակցիայի արագությունը 1/2 N 2 + 3/2 H 2 \u003d NH 3 արտահայտված ազոտի և ջրածնի կոնցենտրացիաների միջոցով: (պատասխան)

1-2. Ինչպե՞ս կփոխվի 1/2 N 2 + 3/2 H 2 \u003d NH 3 ամոնիակի սինթեզի ռեակցիայի արագությունը, եթե ռեակցիայի հավասարումը գրված է որպես N 2 + 3H 2 \u003d 2NH 3: (պատասխան)

1-3. Ո՞րն է տարրական ռեակցիաների հերթականությունը. ա) Cl + H 2 = HCl + H; բ) 2NO + Cl 2 = 2NOCl. (պատասխան)

1-4. Հետևյալ արժեքներից ո՞րը կարող է ընդունել ա) բացասական. բ) կոտորակային արժեքներ՝ ռեակցիայի արագություն, ռեակցիայի կարգ, ռեակցիայի մոլեկուլյարություն, արագության հաստատուն, ստոյխիոմետրիկ գործակից։ (պատասխան)

1-5. Արդյո՞ք ռեակցիայի արագությունը կախված է ռեակցիայի արտադրանքի կոնցենտրացիայից: (պատասխան)

1-6. Քանի՞ անգամ կավելանա գազաֆազ տարրական ռեակցիայի արագությունը A = 2D ճնշման 3 անգամ աճով: (Պատասխան)

1-7. Որոշե՛ք ռեակցիայի հերթականությունը, եթե արագության հաստատունն ունի լ 2 / (մոլ 2. վ) չափ։ (պատասխան)

1-8. 2-րդ կարգի գազային ռեակցիայի արագության հաստատունը 25 ° C ջերմաստիճանում 10 3 լ / (մոլ. վ): Ինչի՞ն է հավասար այս հաստատունը, եթե կինետիկ հավասարումն արտահայտված է մթնոլորտային ճնշման տեսքով: (Պատասխան)

1-9. Գազային ֆազային ռեակցիայի համար n- nA B-րդ կարգը արտահայտում է B-ի ձևավորման արագությունը ընդհանուր ճնշումով: (Պատասխան)

1-10. Առաջնային և հակադարձ ռեակցիաների արագության հաստատուններն են 2,2 և 3,8 լ/(մոլ վրկ): Հետևյալ մեխանիզմներից ո՞ր դեպքում կարող են ընթանալ այս ռեակցիաները. ա) A + B = D; բ) A + B = 2D; գ) A = B + D; դ) 2A = B. (պատասխան)

1-11. 2HI H 2 + I 2 տարրալուծման ռեակցիան ունի արագության հաստատուն 2-րդ կարգ կ= 5,95 . 10 -6 լ/(մոլ. ս). Հաշվե՛ք ռեակցիայի արագությունը 1 ատմ ճնշման և 600 Կ ջերմաստիճանի դեպքում (պատասխան)

1-12. 2-րդ կարգի A + B D ռեակցիայի արագությունը 2,7 է: 10 -7 մոլ/(լ. վ) A և B նյութերի կոնցենտրացիաներում, համապատասխանաբար, 3.0. 10 -3 մոլ/լ և 2,0 մոլ/լ։ Հաշվիր արագության հաստատունը (Պատասխան)

1-13. 2-րդ կարգի A + B 2D ռեակցիայում A և B նյութերի սկզբնական կոնցենտրացիաները 1,5 մոլ/լ են: Ռեակցիայի արագությունը 2.0 է: 10 -4 մոլ/(լ.վ) [A] = 1,0 մոլ/լ: Հաշվե՛ք արագության հաստատունը և ռեակցիայի արագությունը [B] = 0,2 մոլ/լ-ում: (պատասխան)

1-14. 2-րդ կարգի A + B 2D ռեակցիայում A և B նյութերի սկզբնական կոնցենտրացիաները համապատասխանաբար 0,5 և 2,5 մոլ/լ են։ Քանի՞ անգամ է ռեակցիայի արագությունը [A] = 0,1 մոլ/լ-ով պակաս սկզբնական արագությունից: (պատասխան)

1-15. Գազաֆազային ռեակցիայի արագությունը նկարագրվում է հավասարմամբ w = կ. [A] 2. [B]. A և B կոնցենտրացիաների միջև ո՞ր հարաբերակցության դեպքում սկզբնական ռեակցիայի արագությունը կլինի առավելագույնը ֆիքսված ընդհանուր ճնշման դեպքում: (պատասխան)

2. Պարզ ռեակցիաների կինետիկա

Այս բաժնում, հիմնվելով զանգվածի գործողության օրենքի վրա, մենք կկազմենք և կլուծենք կինետիկ հավասարումներ ամբողջ կարգի անշրջելի ռեակցիաների համար:

0-րդ կարգի ռեակցիաներ.Այս ռեակցիաների արագությունը կախված չէ կոնցենտրացիայից.

,

որտեղ [A]-ը սկզբնական նյութի կոնցենտրացիան է: Զրոյական կարգը տեղի է ունենում տարասեռ և ֆոտոքիմիական ռեակցիաներում:

1-ին կարգի ռեակցիաներ. A B տիպի ռեակցիաներում արագությունը ուղիղ համեմատական ​​է համակենտրոնացմանը.

.

Կինետիկ հավասարումներ լուծելիս հաճախ օգտագործվում է հետևյալ նշումը՝ սկզբնական կոնցենտրացիան [A] 0 = ա, ընթացիկ կոնցենտրացիան [A] = ա - x(տ), որտեղ x(տ) արձագանքած նյութի կոնցենտրացիան A է: Այս նշումներում 1-ին կարգի ռեակցիայի կինետիկ հավասարումը և դրա լուծումը ունեն ձև.

Կինետիկ հավասարման լուծումը գրված է նաև այլ ձևով՝ հարմար ռեակցիայի կարգը վերլուծելու համար.

.

Ժամանակը, որին անհրաժեշտ է A նյութի կեսը քայքայվելու համար, կոչվում է t 1/2 կիսամյակ: Այն սահմանվում է հավասարմամբ x(t 1/2) = ա/2 և հավասար է

2-րդ կարգի ռեակցիաներ. A + B D + ... տիպի ռեակցիաներում արագությունը ուղիղ համեմատական ​​է կոնցենտրացիաների արտադրանքին.

.

Նյութերի սկզբնական կոնցենտրացիաները՝ [A] 0 = ա, [B] 0 = բ; ընթացիկ կոնցենտրացիաները՝ [A] = ա- x(տ), [B] = բ - x(տ).

Այս հավասարումը լուծելիս առանձնանում են երկու դեպք.

1) A և B նյութերի նույն սկզբնական կոնցենտրացիաները. ա = բ. Կինետիկ հավասարումը ունի ձև.

.

Այս հավասարման լուծումը գրված է տարբեր ձևերով.

A և B նյութերի կիսատ կյանքը նույնն է և հավասար է.

2) A և B նյութերի սկզբնական կոնցենտրացիաները տարբեր են. ա բ. Կինետիկ հավասարումը ունի ձև.
.

Այս հավասարման լուծումը կարելի է գրել հետևյալ կերպ.

A և B նյութերի կիսամյակները տարբեր են. .

n-րդ կարգի ռեակցիաներ n A D + ... Կինետիկ հավասարումն ունի ձև.

.

Կինետիկ հավասարման լուծում.

. (2.1)

A նյութի կիսատ կյանքը հակադարձ համեմատական ​​է ( n-1)-րդ աստիճանը նախնական կոնցենտրացիայի:

. (2.2)

Օրինակ 2-1.Ռադիոակտիվ 14 C իզոտոպի կես կյանքը 5730 տարի է։ Հնագիտական ​​պեղումների ժամանակ հայտնաբերվել է ծառ, որի պարունակությունը 14 C է, որի 72%-ը նորմալ է։ Ո՞րն է ծառի տարիքը:
Լուծում.Ռադիոակտիվ քայքայումը 1-ին կարգի ռեակցիա է: Փոխարժեքի հաստատունը հետևյալն է.

Ծառի կյանքի տևողությունը կարելի է գտնել կինետիկ հավասարման լուծումից՝ հաշվի առնելով այն փաստը, որ [A] = 0,72 ։ [A]0:

Օրինակ 2-2.Հաստատվել է, որ 2-րդ կարգի ռեակցիան (մեկ ռեակտիվ) 75%-ով ավարտված է 92 րոպեում ռեագենտի սկզբնական կոնցենտրացիայի դեպքում՝ 0,24 Մ: Որքա՞ն ժամանակ կպահանջվի, որպեսզի ռեագենտի կոնցենտրացիան նույն պայմաններում հասնի 0,16 Մ-ի:
Լուծում.Մեկ ռեագենտով 2-րդ կարգի ռեակցիայի համար գրում ենք կինետիկ հավասարման երկու անգամ լուծում.

,

որտեղ, պայմանագրով, ա= 0,24 մ, տ 1 = 92 րոպե, x 1 = 0,75: 0.24=0.18M, x 2 = 0,24 - 0,16 = 0,08 Մ. Եկեք մի հավասարումը բաժանենք մյուսի վրա.

Օրինակ 2-3.Տարրական ռեակցիայի համար n A B-ն նշանակում է A-ի կես կյանքը t 1/2-ով, իսկ A-ի քայքայման ժամանակը 75%-ով - t 3/4-ով: Ապացուցեք, որ t 3/4 / t 1/2 հարաբերակցությունը կախված չէ նախնական կոնցենտրացիայից, այլ որոշվում է միայն ռեակցիայի կարգով n.Լուծում.Գրում ենք ռեակցիայի կինետիկ հավասարման երկու անգամ լուծումը n--րդ կարգը մեկ ռեագենտով.

և մի արտահայտությունը բաժանիր մյուսի: հաստատուններ կԵվ աերկու արտահայտություններից էլ կչեղարկվի, և մենք ստանում ենք.

.

Այս արդյունքը կարելի է ընդհանրացնել՝ ապացուցելով, որ այն ժամանակների հարաբերակցությունը, որոնց փոխակերպման աստիճանը a և b է, կախված է միայն ռեակցիայի հերթականությունից.

.

ԱՌԱՋԱԴՐԱՆՔՆԵՐ

2-1. Օգտվելով կինետիկ հավասարման լուծումից՝ ապացուցեք, որ 1-ին կարգի ռեակցիաների դեպքում տ. x, որի համար հասնում է սկզբնական նյութի փոխակերպման աստիճանը x, կախված չէ սկզբնական կոնցենտրացիայից։ (պատասխան)

2-2. Առաջին կարգի ռեակցիան ընթանում է 30%-ով 7 րոպեում: Որքա՞ն ժամանակ կպահանջվի, որպեսզի ռեակցիան 99%-ով ավարտվի: (պատասխան)

2-3. Չեռնոբիլի վթարի հետևանքով մթնոլորտ ներթափանցած ռադիոակտիվ իզոտոպ 137 Cs-ի կես կյանքը 29,7 տարի է։ Քանի՞ ժամ հետո այս իզոտոպի քանակը կլինի սկզբնականի 1%-ից պակաս: (պատասխան)

2-4. Միջուկային փորձարկումների ժամանակ մթնոլորտ ներթափանցող 90 Sr ռադիոակտիվ իզոտոպի կես կյանքը 28,1 տարի է։ Ենթադրենք, որ նորածին երեխայի օրգանիզմը կլանել է 1,00 մգ այս իզոտոպը։ Որքա՞ն ստրոնցիում կմնա մարմնում ա) 18 տարի, բ) 70 տարի հետո, եթե ենթադրենք, որ այն չի արտազատվում օրգանիզմից (Պատասխան)

2-5. SO 2 Cl 2 = SO 2 + Cl 2 առաջին կարգի ռեակցիայի արագության հաստատունը 2.2 է: 10 -5 s -1 320 o C-ում: SO 2 Cl 2-ի քանի՞ տոկոսը կքայքայվի 2 ժամ այս ջերմաստիճանում պահելու դեպքում: (Պատասխան)

2-6. 1-ին կարգի ռեակցիայի արագության հաստատուն

2N 2 O 5 (գ) 4NO 2 (գ) + O 2 (գ)

25 ° C-ում այն ​​3,38 է: 10 -5 ս -1 . Որքա՞ն է N 2 O 5-ի կես կյանքը: Որքա՞ն կլինի ճնշումը համակարգում ա) 10 վրկ, բ) 10 րոպե հետո, եթե սկզբնական ճնշումը եղել է 500 մմ ս.ս.։ Արվեստ. (պատասխան)

2-7. Առաջին կարգի ռեակցիան իրականացվում է տարբեր քանակությամբ ելանյութով։ Արդյո՞ք կինետիկ կորերի սկզբնական մասերի շոշափումները կհատվեն x առանցքի մի կետում: Բացատրեք պատասխանը (Պատասխան)

2-8. Առաջին կարգի ռեակցիան A 2B ընթանում է գազային փուլում: Սկզբնական ճնշումն է էջ 0 (B-ն բացակայում է): Գտեք ընդհանուր ճնշման կախվածությունը ժամանակից: Քանի՞ ժամից հետո ճնշումը նախնականի համեմատ կավելանա 1,5 անգամ. Որքա՞ն է արձագանքն այս պահին: (պատասխան)

2-9. Երկրորդ կարգի 2A B ռեակցիան ընթանում է գազային փուլում: Սկզբնական ճնշումն է էջ 0 (B-ն բացակայում է): Գտեք ընդհանուր ճնշման կախվածությունը ժամանակից: Քանի՞ ժամից հետո ճնշումը կնվազի 1,5 անգամ սկզբնականի համեմատ. Որքա՞ն է արձագանքն այս պահին: (պատասխան)

2-10. A նյութը խառնվել է B և C նյութերի հետ հավասար 1 մոլ/լ կոնցենտրացիաներով: 1000 վրկ հետո մնում է A նյութի 50%-ը: Որքա՞ն A նյութ կմնա 2000 վրկ հետո, եթե ռեակցիան ունի՝ ա) զրո, բ) առաջին, գ) երկրորդ, գ) երրորդ ընդհանուր կարգ: (պատասխան)

2-11. Առաջին, երկրորդ կամ երրորդ կարգի ռեակցիաներից ո՞րն է ավելի արագ ավարտվելու, եթե նյութերի սկզբնական կոնցենտրացիաները 1 մոլ/լ են, իսկ արագության բոլոր հաստատունները, որոնք արտահայտված են մոլ/լ-ով և s-ով, հավասար են 1-ի: (պատասխան)

2-12. Արձագանք

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

ունի երկրորդ կարգի և արագության հաստատուն կ= 39,1 լ/(մոլ. րոպե) 0-ի մոտ C ջերմաստիճանում: Պատրաստվել է լուծույթ, որը պարունակում է 0,004 M նիտրոէթան և 0,005 M NaOH: Որքա՞ն ժամանակ է պահանջվում 90% նիտրոէթանի արձագանքման համար:

2-13. H+ և FG - (ֆենիլգլյոքսինատ) իոնների վերահամակցման արագության հաստատունը UFH մոլեկուլում 298 Կ է. կ= 10 11,59 լ/(մոլ. ս): Հաշվե՛ք այն ժամանակը, որի ընթացքում ռեակցիան անցել է 99,999%-ով, եթե երկու իոնների սկզբնական կոնցենտրացիաները հավասար են 0,001 մոլ/լ: (պատասխան)

2-14. Բութանոլ-1-ի հիպոքլորաթթվով օքսիդացման արագությունը կախված չէ ալկոհոլի կոնցենտրացիայից և համաչափ է 2-ի: Որքա՞ն ժամանակ կպահանջվի, որպեսզի 298 Կ ջերմաստիճանում օքսիդացման ռեակցիան հասնի 90%-ի, եթե նախնական լուծույթը պարունակում է 0,1 մոլ/լ HClO և 1 մոլ/լ սպիրտ։ Ռեակցիայի արագության հաստատունն է կ= 24 լ/(մոլ. րոպե): (պատասխան)

2-15։ Որոշակի ջերմաստիճանում էթիլացետատի 0,01 Մ լուծույթը սապոնացվում է 0,002 Մ NaOH լուծույթով 10%-ով 23 րոպեում։ Քանի՞ րոպե հետո այն նույն աստիճանով կսապոնացվի 0,005 M KOH լուծույթով. Հաշվի առեք, որ այս ռեակցիան երկրորդ կարգի է, իսկ ալկալիներն ամբողջությամբ տարանջատված են (Պատասխան)

2-16։ Երկրորդ կարգի A + B P ռեակցիան իրականացվում է [A] 0 = 0,050 մոլ/լ և [B] 0 = 0,080 մոլ/լ նախնական կոնցենտրացիաներով լուծույթում։ 1 ժամ հետո Ա նյութի կոնցենտրացիան նվազել է մինչև 0,020 մոլ/լ։ Հաշվարկեք երկու նյութերի արագության հաստատունը և կիսամյակը:

ՆԻՍՏ 10 10-րդ դաս(ուսումնառության առաջին տարի)

Քիմիական կինետիկայի հիմունքներ. Քիմիական հավասարակշռության վիճակի պլան

1. Քիմիական կինետիկա և դրա ուսումնասիրության ոլորտը:

2. Միատարր և տարասեռ ռեակցիաների արագությունը:

3. Ռեակցիայի արագության կախվածությունը տարբեր գործոններից՝ ռեակտիվների բնույթից, ռեակտիվների կոնցենտրացիան (զանգվածի գործողության օրենք), ջերմաստիճանից (վանտ Հոֆի կանոնը), կատալիզատորը։

4. Շրջելի և անշրջելի քիմիական ռեակցիաներ.

5. Քիմիական հավասարակշռությունը և դրա տեղաշարժի պայմանները: Le Chatelier-ի սկզբունքը.

Քիմիայի այն ճյուղը, որն ուսումնասիրում է քիմիական ռեակցիաների արագությունները և մեխանիզմները, կոչվում է քիմիական կինետիկա։ Այս բաժնի հիմնական հասկացություններից մեկը քիմիական ռեակցիայի արագության հայեցակարգն է: Որոշ քիմիական ռեակցիաներ տեղի են ունենում գրեթե ակնթարթորեն (օրինակ՝ չեզոքացման ռեակցիա լուծույթում), մյուսները տեղի են ունենում հազարամյակների ընթացքում (օրինակ՝ գրաֆիտի փոխակերպումը կավի՝ ապարների քայքայման ժամանակ)։

Միատարր ռեակցիայի արագությունն այն նյութի քանակն է, որը մտնում է ռեակցիա կամ ձևավորվում է ռեակցիայի արդյունքում ժամանակի միավորի համար համակարգի միավոր ծավալի համար.

Այլ կերպ ասած, միատարր ռեակցիայի արագությունը հավասար է ռեակտիվներից որևէ մեկի մոլային կոնցենտրացիայի փոփոխությանը մեկ միավոր ժամանակում: Ռեակցիայի արագությունը դրական արժեք է, հետևաբար, եթե այն արտահայտվում է ռեակցիայի արտադրանքի կոնցենտրացիայի փոփոխությամբ, ապա դրվում է «+» նշանը, իսկ երբ ռեագենտի կոնցենտրացիան փոխվում է, նշանակում է «–»:

Տարասեռ ռեակցիայի արագությունը նյութի քանակն է, որը մտնում է ռեակցիա կամ ձևավորվում է ռեակցիայի արդյունքում ժամանակի մեկ միավորի համար փուլային մակերեսի համար.

Քիմիական ռեակցիայի արագության վրա ազդող ամենակարևոր գործոններն են ռեակտիվների բնույթն ու կոնցենտրացիան, ջերմաստիճանը և կատալիզատորի առկայությունը:

Ազդեցություն ռեակտիվների բնույթըԱյն արտահայտվում է նրանով, որ նույն պայմաններում տարբեր նյութեր փոխազդում են միմյանց հետ տարբեր արագությամբ, օրինակ.

Աճով ռեագենտների կոնցենտրացիաներըմասնիկների միջև բախումների քանակը մեծանում է, ինչը հանգեցնում է ռեակցիայի արագության բարձրացման: Քանակականորեն, ռեակցիայի արագության կախվածությունը ռեագենտների կոնցենտրացիայից արտահայտվում է u u u s u s u s-ում և s-ում գործողության օրենքով (K.M. Guldberg and P. Waage, 1867; N.I. Beketov, 1865): Միատարր քիմիական ռեակցիայի արագությունը հաստատուն ջերմաստիճանում ուղիղ համեմատական ​​է ռեակտիվների կոնցենտրացիաների արտադրյալին իրենց ստոյխիոմետրիկ գործակիցներին հավասար ուժերով (պինդ մարմինների կոնցենտրացիաները հաշվի չեն առնվում), օրինակ.

որտեղ A և B գազեր կամ հեղուկներ են, k-ռեակցիայի արագության հաստատուն, որը հավասար է ռեակցիայի արագությանը 1 մոլ/լ ռեակտիվ կոնցենտրացիայի դեպքում: Մշտական կկախված է ռեակտիվների հատկություններից և ջերմաստիճանից, բայց կախված չէ նյութերի կոնցենտրացիայից։

Ռեակցիայի արագության կախվածությունը ջերմաստիճանընկարագրված է Վան տ-Գոֆի (1884) փորձարարական կանոնով։ Ջերմաստիճանի 10 ° բարձրացման դեպքում քիմիական ռեակցիաների մեծ մասի արագությունը մեծանում է 2-4 անգամ.

որտեղ է ջերմաստիճանի գործակիցը:

ԿատալիզատորՆյութը կոչվում է այն նյութը, որը փոխում է քիմիական ռեակցիայի արագությունը, բայց չի սպառվում այդ ռեակցիայի արդյունքում։ Կան դրական կատալիզատորներ (հատուկ և ունիվերսալ), բացասական (ինհիբիտորներ) և կենսաբանական (ֆերմենտներ կամ ֆերմենտներ): Կատալիզատորների առկայության դեպքում ռեակցիայի արագության փոփոխությունը կոչվում է կատալիզ. Տարբերակել միատարր և տարասեռ կատալիզի միջև: Եթե ​​ռեակտիվները և կատալիզատորը գտնվում են ագրեգացման միևնույն վիճակում, կատալիզը միատարր է. տարբեր - տարասեռ.

Համասեռ կատալիզ.

տարասեռ կատալիզ.

Կատալիզատորների գործողության մեխանիզմը շատ բարդ է և լիովին հասկանալի չէ: Ռեակտիվ նյութի և կատալիզատորի միջև միջանկյալ միացությունների ձևավորման վարկած կա.

A + կատու. ,

AB + Cat.

Կատալիզատորների գործողությունը ուժեղացնելու համար օգտագործվում են խթանիչներ. Կան նաև կատալիտիկ թույներ, որոնք թուլացնում են կատալիզատորների գործողությունը։

Տարասեռ ռեակցիայի արագության վրա ազդում է ինտերֆեյսի չափը(նյութի նուրբության աստիճանը) և ռեակտիվների մատակարարման և միջերեսից ռեակցիայի արտադրանքի հեռացման արագությունը:

Բոլոր քիմիական ռեակցիաները բաժանվում են երկու տեսակի՝ շրջելի և անշրջելի։

Անշրջելի են քիմիական ռեակցիաները, որոնք ընթանում են միայն մեկ ուղղությամբ:, այսինքն. Այս ռեակցիաների արտադրանքները չեն փոխազդում միմյանց հետ՝ ձևավորելով ելանյութերը: Ռեակցիայի անշրջելիության պայմաններն են նստվածքի, գազի կամ թույլ էլեկտրոլիտի առաջացումը։ Օրինակ:

BaCl 2 + H 2 SO 4 \u003d BaSO 4 + 2HCl,

K 2 S + 2HCl \u003d 2KCl + H 2 S,

HCl + NaOH \u003d NaCl + H 2 O:

Հետադարձելի են ռեակցիաները, որոնք տեղի են ունենում միաժամանակ առաջ և հակառակ ուղղությամբ:, Օրինակ:

Երբ շրջելի քիմիական ռեակցիա է տեղի ունենում, ուղղակի ռեակցիայի արագությունը սկզբում ունենում է առավելագույն արժեք, իսկ հետո նվազում՝ ելակետային նյութերի կոնցենտրացիայի նվազման պատճառով։ Հակադարձ ռեակցիան, ընդհակառակը, ժամանակի սկզբնական պահին ունի նվազագույն արագություն, որն աստիճանաբար մեծանում է։ Այսպիսով, ժամանակի որոշակի կետում, քիմիական հավասարակշռության վիճակորի դեպքում առաջընթաց ռեակցիայի արագությունը հավասար է հակադարձ ռեակցիայի արագությանը: Քիմիական հավասարակշռության վիճակը դինամիկ է. ինչպես առաջ, այնպես էլ հետադարձ ռեակցիաները շարունակվում են, բայց քանի որ դրանց արագությունը հավասար է, ռեակցիայի համակարգում բոլոր նյութերի կոնցենտրացիաները չեն փոխվում: Այս կոնցենտրացիաները կոչվում են հավասարակշռություն:

Առաջնային և հակադարձ ռեակցիաների արագության հաստատունների հարաբերակցությունը հաստատուն է և կոչվում է հավասարակշռության հաստատուն ( TO Ռ ) . Պինդ նյութերի կոնցենտրացիաները ներառված չեն հավասարակշռության հաստատունի արտահայտման մեջ: Ռեակցիայի հավասարակշռության հաստատունը կախված է ջերմաստիճանից և ճնշումից, բայց կախված չէ ռեակտիվների կոնցենտրացիայից և կատալիզատորի առկայությունից, որն արագացնում է և՛ առաջ, և՛ հակադարձ ռեակցիաները։ Որքան ավելի շատ TO p, այնքան բարձր է ռեակցիայի արտադրանքի գործնական եկամտաբերությունը: Եթե TO p > 1, ապա համակարգում գերակշռում են ռեակցիայի արտադրանքները. Եթե TOՌ< 1, в системе преобладают реагенты.

Քիմիական հավասարակշռությունը շարժական է, այսինքն. երբ արտաքին պայմանները փոխվում են, առաջադիմական կամ հակադարձ ռեակցիայի արագությունը կարող է աճել: Հավասարակշռության տեղաշարժի ուղղությունը որոշվում է ֆրանսիացի գիտնական Լե Շատելիեի կողմից 1884թ. Հավասարակշռության տեղաշարժը ազդում է ռեագենտների կոնցենտրացիայի, ջերմաստիճանի և ճնշման փոփոխություններով:

Ռեակտիվների կոնցենտրացիայի ավելացումը և արտադրանքի դուրսբերումը հանգեցնում են հավասարակշռության փոփոխության դեպի ուղղակի ռեակցիա:

Երբ համակարգը տաքացվում է, հավասարակշռությունը տեղափոխվում է դեպի էնդոթերմային ռեակցիա, իսկ սառչելիս՝ դեպի էկզոթերմիկ։

Գազային նյութերի հետ կապված ռեակցիաների դեպքում ճնշման աճը փոխում է հավասարակշռությունը գազի մոլեկուլների քանակի նվազմամբ ընթացող ռեակցիայի ուղղությամբ։ Եթե ​​ռեակցիան ընթանում է առանց գազային նյութերի մոլեկուլների քանակի փոփոխության, ապա ճնշման փոփոխությունը ոչ մի կերպ չի ազդում հավասարակշռության տեղաշարժի վրա։