ქიმიის დამრიგებელი. საგანი

მაგალითი 4.1. როგორ შეიცვლება თითოეული რეაქციის რეაქციის სიჩქარე?

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

თუ წნევა თითოეულ სისტემაში გაიზარდა 3-ჯერ?

გამოსავალი. რეაქცია (1) ერთგვაროვანია და მასის მოქმედების კანონის მიხედვით, საწყისი რეაქციის სიჩქარეა v = k∙ ∙ ; რეაქცია (2) ჰეტეროგენულია და მისი სიჩქარე გამოიხატება განტოლებით v = k∙ . მყარ ფაზაში ნივთიერებების კონცენტრაცია (ამ რეაქციაში CaO) არ იცვლება რეაქციის დროს, ამიტომ არ შედის მასის მოქმედების კანონის განტოლებაში.

თითოეულ სისტემაში ზეწოლის 3-ჯერ გაზრდა გამოიწვევს სისტემის მოცულობის 3-ჯერ შემცირებას და თითოეული რეაქციაში მყოფი აირისებრი ნივთიერების კონცენტრაციის 3-ჯერ გაზრდას. რეაქციის სიჩქარის ახალ კონცენტრაციებში: v" = k∙(3) 2 ∙3 = 27 k∙ ∙ (1) და v" = k 3 (2). v და v სიჩქარის გამონათქვამების შედარებისას, აღმოვაჩენთ, რომ რეაქციის სიჩქარე (1) იზრდება 27-ჯერ, ხოლო რეაქცია (2) 3-ჯერ.

მაგალითი 4.2.რეაქცია A და B ნივთიერებებს შორის გამოიხატება განტოლებით 2A + B \u003d D. საწყისი კონცენტრაციებია: C A \u003d 5 მოლ / ლ, C B \u003d 3,5 მოლ / ლ. სიჩქარის მუდმივი არის 0.4. გამოთვალეთ რეაქციის სიჩქარე საწყის მომენტში და იმ მომენტში, როდესაც სარეაქციო ნარევში რჩება A ნივთიერების 60%.

გამოსავალი.მასების მოქმედების კანონის მიხედვით v =. საწყის მომენტში სიჩქარე v 1 \u003d 0,4 × 5 2 × 3,5 \u003d 35. გარკვეული დროის შემდეგ, A ნივთიერების 60% დარჩება სარეაქციო ნარევში, ანუ A ნივთიერების კონცენტრაცია გახდება 5 × 0,6 \ u003d 3 მოლ/ლ. ეს ნიშნავს, რომ A-ს კონცენტრაცია შემცირდა 5 - 3 = 2 მოლ/ლ. ვინაიდან A და B ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან 2:1 თანაფარდობით, B ნივთიერების კონცენტრაცია შემცირდა 1 მოლით და გახდა 3,5 - 1 = 2,5 მოლ/ლ. ამიტომ, v 2 \u003d 0.4 × 3 2 × 2.5 \u003d 9.

მაგალითი 4.3. რეაქციის დაწყებიდან გარკვეული დროის შემდეგ

2NO + O 2 \u003d 2NO 2 ნივთიერებების კონცენტრაცია იყო (მოლ / ლ): \u003d 0.06;

0.12; = 0.216. იპოვეთ NO და O 2 საწყისი კონცენტრაციები.

გამოსავალი. NO და O 2-ის საწყისი კონცენტრაციები გვხვდება რეაქციის განტოლების საფუძველზე, რომლის მიხედვითაც 2 მოლი NO იხარჯება 2 მოლი 2NO 2-ის წარმოქმნაზე. პრობლემის პირობის მიხედვით წარმოიქმნა 0,216 მოლი NO 2, რისთვისაც დაიხარჯა 0,216 მოლი NO 2. ამრიგად, NO-ს საწყისი კონცენტრაცია უდრის:

0,06 + 0,216 = 0,276 მოლ/ლ.

რეაქციის განტოლების მიხედვით 2 მოლი NO 2 ფორმირებისთვის საჭიროა 1 მოლი O 2, ხოლო 0,216 მოლი NO 2 მისაღებად საჭიროა 0,216 / 2 = 0,108 მოლი / ო 2. O 2-ის საწყისი კონცენტრაცია არის: \u003d 0,12 + 0,108 \u003d 0,228 მოლ / ლ.

ამრიგად, საწყისი კონცენტრაციები იყო:

0,276 მოლ/ლ; = 0,228 მოლ/ლ.

მაგალითი 4.4. 323 K-ზე გარკვეული რეაქცია სრულდება 30 წამში. დაადგინეთ, როგორ შეიცვლება რეაქციის სიჩქარე და დრო 283 K-ზე, თუ რეაქციის სიჩქარის ტემპერატურული კოეფიციენტი არის 2.

გამოსავალი.ვან ჰოფის წესის მიხედვით, ჩვენ ვხვდებით რამდენჯერ შეიცვლება რეაქციის სიჩქარე:

2 –4 = .

რეაქციის სიჩქარე მცირდება 16-ჯერ. რეაქციის სიჩქარე და მისი დრო ურთიერთდაკავშირებულია. შესაბამისად, ამ რეაქციის დრო გაიზრდება 16-ჯერ და იქნება 30 × 16 = 480 წ = 8 წთ.

Დავალებები

№ 4.1 . რეაქცია მიმდინარეობს განტოლების მიხედვით 3Н 2 + CO = CH 4 + H 2 O

რეაგენტების საწყისი კონცენტრაცია იყო (მოლ/ლ): = 0.8; CCO = 0.6. როგორ შეიცვლება რეაქციის სიჩქარე, თუ წყალბადის კონცენტრაცია გაიზარდა 1,2 მოლ/ლ-მდე, ხოლო ნახშირბადის მონოქსიდის კონცენტრაცია 0,9 მოლ/ლ-მდე?

(პასუხი:გაიზრდება 5-ჯერ).

№ 4.2 . N 2 O-ს დაშლის რეაქცია მიმდინარეობს 2N 2 O \u003d 2N 2 + O 2 განტოლების მიხედვით. რეაქციის სიჩქარის მუდმივია 5·10 -4. საწყისი კონცენტრაცია

0,32 მოლ/ლ. განსაზღვრეთ რეაქციის სიჩქარე საწყის მომენტში და იმ მომენტში, როდესაც 50% N 2 O იშლება. პასუხი: 5,12 . 10 -5 ; 1,28 . 10 -5).

№ 4.3 . რეაქცია A და B ნივთიერებებს შორის გამოიხატება განტოლებით

A + 2B = D. საწყისი კონცენტრაციები: C A = 0,3 მოლ/ლ და C B = 0,4 მოლ/ლ. სიჩქარის მუდმივი არის 0.8. გამოთვალეთ რეაქციის საწყისი სიჩქარე და დაადგინეთ, როგორ შეიცვალა რეაქციის სიჩქარე გარკვეული დროის შემდეგ, როდესაც A ნივთიერების კონცენტრაცია შემცირდა 0,1 მოლ-ით.

(პასუხი: 3,84 . 10 -2; შემცირდა 6-ჯერ).

№ 4.4 .რა არის რეაქციის სიჩქარის ტემპერატურული კოეფიციენტი, თუ ტემპერატურა 30 °C-ით იკლებს, რეაქციის დრო 64-ჯერ იზრდება? ( პასუხი: 4).

№ 4.5 .გამოთვალეთ რა ტემპერატურაზე დასრულდება რეაქცია 45 წუთში, თუ 20°C-ზე ამას 3 საათი სჭირდება.რეაქციის სიჩქარის ტემპერატურული კოეფიციენტი არის 3 ( პასუხი: 32.6 დაახლოებით C).

№ 4.6. როგორ შეიცვლება რეაქციის სიჩქარე CO + Cl 2 = COCl 2, თუ წნევა გაიზარდა 3-ჯერ და ტემპერატურა ერთდროულად გაიზარდა 30 ° C-ით (γ = 2)?

(პასუხი:გაიზრდება 72-ჯერ).

№ 4.7 . რეაქციები განტოლებების მიხედვით მიმდინარეობს

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

როგორ შეიცვლება (1) და (2) რეაქციების სიჩქარე, თუ თითოეულ სისტემაში: ა) წნევა შემცირდება 3-ჯერ; ბ) ჭურჭლის მოცულობის გაზრდა 3-ჯერ; გ) გაზარდოს ჟანგბადის კონცენტრაცია 3-ჯერ? ( პასუხი:ა) შემცირდება (1)-ში 3-ით, (2)-ში 27-ჯერ);

ბ) (1)-ში შემცირდება 3-ით, (2)-ში 27-ჯერ); გ) გაიზრდება (1) და (2) 3-ჯერ).

№ 4.8 . რეაქცია მიმდინარეობს H 2 + I 2 \u003d 2HI განტოლების მიხედვით. სიჩქარის მუდმივი არის 0.16. წყალბადის და იოდის საწყისი კონცენტრაციაა შესაბამისად 0,04 მოლ/ლ და 0,05 მოლ/ლ. გამოთვალეთ რეაქციის საწყისი სიჩქარე და მისი სიჩქარე, როდესაც H 2-ის კონცენტრაცია ხდება 0,03 მოლ/ლ-ის ტოლი. ( პასუხი: 3,2 . 10 -3 ; 1,9 . 10 -3).

№ 4.9 . გოგირდის და მისი დიოქსიდის დაჟანგვა მიმდინარეობს განტოლებების მიხედვით:

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

როგორ შეიცვლება (1) და (2) რეაქციების სიჩქარე, თუ თითოეულ სისტემაში: ა) წნევა გაიზარდა 4-ჯერ; ბ) 4-ჯერ შეამცირეთ ჭურჭლის მოცულობა; გ) გაზარდოს ჟანგბადის კონცენტრაცია 4-ჯერ? ( პასუხი:ა) გაიზრდება (1) 4-ით, (2)-ით 64-ჯერ (ჯერ);

ბ) გაიზრდება (1) 4-ით, (2)-ით 64-ჯერ); გ) გაიზრდება (1) და (2) 4-ჯერ).

№ 4.10 . რეაქციის სიჩქარის მუდმივი 2A + B = D არის 0,8. საწყისი კონცენტრაციები: C A = 2,5 მოლ/ლ და C B = 1,5 მოლ/ლ. რეაქციის შედეგად C B ნივთიერების კონცენტრაცია აღმოჩნდა 0,6 მოლ/ლ. გამოთვალეთ რა გახდა C A-ს ტოლი და რეაქციის სიჩქარე. ( პასუხი: 0,7 მოლ/ლ; 0.235).

№ 4.11. რეაქცია მიმდინარეობს განტოლების მიხედვით 4HCl + O 2 = 2H 2 O + 2Cl 2

რეაქციის დაწყებიდან გარკვეული პერიოდის შემდეგ, მასში ჩართული ნივთიერებების კონცენტრაცია გახდა (მოლ / ლ): \u003d 0,85; = 0.44; = 0.30. გამოთვალეთ HCl და O 2 საწყისი კონცენტრაციები. ( პასუხი:= 1,45; = 0,59 მოლ/ლ).

№ 4.12 . ნივთიერებების საწყისი კონცენტრაციები რეაქციაში CO + H 2 O ↔ CO 2 + H 2

თანაბარი იყო (მოლ/ლ): C CO = 0,5; = 0,6; = 0.4; = 0.2. გამოთვალეთ რეაქციაში მონაწილე ყველა ნივთიერების კონცენტრაცია 60% H 2 O რეაქციის შემდეგ. პასუხი: CCO = 0.14; = 0,24; = 0,76; = 0,56 მოლ/ლ).

№ 4.13 . როგორ შეიცვლება რეაქციის სიჩქარე 2CO + O 2 \u003d CO 2, თუ:

ა) სარეაქციო ჭურჭლის მოცულობის გაზრდა 3-ჯერ; ბ) CO კონცენტრაციის გაზრდა 3-ჯერ; გ) ტემპერატურის გაზრდა 40 o C-ით (γ = 2)? ( პასუხი:ა) შემცირდება 27-ჯერ; ბ) გაიზრდება 9-ჯერ; გ) გაიზრდება 16-ჯერ).

№ 4.14 . 10°C-ზე რეაქცია სრულდება 20 წუთში. რამდენ ხანს გაგრძელდება რეაქცია, როდესაც ტემპერატურა 40 ° C-მდე მოიმატებს, თუ ტემპერატურის კოეფიციენტი არის 3? ( პასუხი: 44.4 წმ).

№ 4.15 . რამდენჯერ უნდა გაიზარდოს

ა) CO კონცენტრაცია სისტემაში 2CO \u003d CO 2 + C ისე, რომ რეაქციის სიჩქარე იზრდება 4-ჯერ?

ბ) წყალბადის კონცენტრაცია სისტემაში N 2 + 3H 2 \u003d 2NH 3 ისე, რომ რეაქციის სიჩქარე 100-ჯერ გაიზარდოს?

გ) წნევა სისტემაში 2NO + O 2 = 2NO 2 ისე, რომ NO 2-ის წარმოქმნის სიჩქარე გაიზარდოს 10 3-ჯერ? ( პასუხი: 2-ჯერ; 4,64 ჯერ; 10 ჯერ).

№ 4.16 . რეაქციის სიჩქარე A + 2B \u003d AB 2 C A \u003d 0,15 მოლ / ლ და

C B \u003d 0,4 მოლ / ლ უდრის 2,4 ∙ 10 -3. განსაზღვრეთ სიჩქარის მუდმივი და რეაქციის სიჩქარე, როდესაც B-ის კონცენტრაცია ხდება 0,2 მოლ/ლ. ( პასუხი: 0,1; 2 ∙ 10 -4).

№ 4.17 . როგორ შეიცვლება რეაქციის სიჩქარე 2A + B = A 2 B, თუ A ნივთიერების კონცენტრაცია გაიზარდა 3-ჯერ, B ნივთიერების კონცენტრაცია მცირდება 2-ჯერ და ტემპერატურა გაიზარდა 40 ° C-ით (γ \u003d 2 )? ( პასუხი:გაიზრდება 72-ჯერ).

№ 4.18. რეაქცია მიმდინარეობს 2H 2 S + 3O 2 = 2SO 2 + 2H 2 O განტოლების მიხედვით.

რეაქციის დაწყებიდან გარკვეული პერიოდის შემდეგ, მასში ჩართული ნივთიერებების კონცენტრაცია გახდა (მოლ / ლ): \u003d 0.009; = 0.02; = 0.003. გამოთვალეთ: = 0,7 მოლ/ლ).

1. გაზი A შერეული იყო ჭურჭელში ნივთიერების რაოდენობით 4,5 მოლი და აირი B 3 მოლი ნივთიერების რაოდენობით. აირები A და B რეაგირებენ A + B \u003d C განტოლების შესაბამისად. გარკვეული პერიოდის შემდეგ სისტემაში წარმოიქმნა გაზი C 2 მოლი ნივთიერებით. რა რაოდენობით დარჩა სისტემაში ურეაქციოდ A და B აირები?

რეაქციის განტოლებიდან გამომდინარეობს, რომ:

Dn(A) = Dn(B) = Dn(C) = 2 მოლი,

სადაც Dn არის ნივთიერების რაოდენობის ცვლილება რეაქციის დროს.

ამრიგად, ჭურჭელში დარჩა:

n 2 (A) = n 1 (A) - Dn (A); n 2 (A) \u003d (4.5 - 2) მოლი \u003d 2.5 მოლი;

n 2 (B) = n 1 (B) - Dn (B); n 2 (B) \u003d (3 - 2) მოლი \u003d 1 მოლი.

2. რეაქცია მიმდინარეობს განტოლების მიხედვით: 2A + B ⇄ C და აქვს მეორე რიგი A ნივთიერებისთვის და პირველი ნივთიერებისთვის B. დროის საწყის მომენტში რეაქციის სიჩქარეა 15 მოლ/ლ×წმ. გამოთვალეთ სიჩქარის მუდმივი და პირდაპირი რეაქციის სიჩქარე B ნივთიერების 50% რეაგირების მომენტში, თუ საწყისი კონცენტრაციები ტოლია: С(A) = 10 მოლ/ლ; C(B) = 5 მოლ/ლ. როგორ შეიცვლება ქიმიური რეაქციის სიჩქარე?

С(B), რომელიც შევიდა რეაქციაში, უდრის:

C(B) \u003d 0.5 5 \u003d 2.5 მოლ/ლ.

შესაბამისად, C(A), რომელიც შევიდა რეაქციაში, უდრის:

2 მოლ/ლ A - 1 მოლ/ლ B

C(A) - 2,5 მოლ/ლ ბ

C(A) და C(B) რეაქციის შემდეგ:

C(A) \u003d 10 - 5 \u003d 5 მოლ/ლ,

C(B) \u003d 5 - 2.5 \u003d 2.5 მოლ / ლ.

პირდაპირი რეაქციის სიჩქარე იქნება:

ქიმიური რეაქციის სიჩქარე შეიცვლება:

ანუ 8-ჯერ შემცირდება.

3. რეაქცია A და B ნივთიერებებს შორის გამოიხატება განტოლებით: A + 2B \u003d C და აქვს პირველი რიგი A ნივთიერებისთვის და მეორე ნივთიერებისთვის B. ნივთიერებების საწყისი კონცენტრაციებია: C (A) \u003d 2. მოლი / ლ; C(B) = 4 მოლ/ლ; სიჩქარის მუდმივი არის 1.0. იპოვეთ რეაქციის საწყისი სიჩქარე და სიჩქარე გარკვეული დროის შემდეგ, როდესაც A ნივთიერების კონცენტრაცია მცირდება 0,3 მოლ/ლ-ით.

მასობრივი მოქმედების კანონის მიხედვით:

თუ A ნივთიერების კონცენტრაცია მცირდება 0,3 მოლ/ლ-ით, მაშინ B ნივთიერების კონცენტრაცია შემცირდება 0,3 × 2 = 0,6 მოლ/ლ-ით. რეაქციის შემდეგ კონცენტრაციებია:

4. დახურულ ჭურჭელში მიმდინარე გაზის ფაზის პირდაპირი და საპირისპირო რეაქციების სიჩქარე გამოიხატება განტოლებებით:

მასობრივი მოქმედების კანონის მიხედვით, საწყის პირობებში პირდაპირი და საპირისპირო რეაქციების სიჩქარეა:

აირისებრი სისტემებისთვის წნევის 3-ჯერ მატება იწვევს აირის ნარევის მოცულობის შემცირებას 3-ჯერ, სამივე აირის კონცენტრაცია გაიზრდება იგივე რაოდენობით და ორივე რეაქციის სიჩქარე გახდება. შესაბამისად თანაბარი:

რეაქციის სიჩქარის კოეფიციენტებია:

ამრიგად, წინა რეაქციის სიჩქარე გაიზრდება 27-ჯერ, საპირისპირო - 9-ით.

5. რეაქცია 50 0 C ტემპერატურაზე მიმდინარეობს 2 წუთში 15 წამში. რამდენი დრო დასჭირდება ამ რეაქციის დასრულებას 70 0 C ტემპერატურაზე, თუ g სიჩქარის ტემპერატურული კოეფიციენტი არის 3 ამ ტემპერატურის დიაპაზონში?

ტემპერატურის 50-დან 70 0 C-მდე მატებით, რეაქციის სიჩქარე იზრდება ვანტ ჰოფის წესის შესაბამისად:

სად = 70 0 C, \u003d 50 0 С, a და - რეაქციის სიჩქარე მოცემულ ტემპერატურაზე.

ჩვენ ვიღებთ:

იმათ. რეაქციის სიჩქარე იზრდება 9-ჯერ.

განმარტების მიხედვით, რეაქციის დრო უკუპროპორციულია რეაქციის სიჩქარისა, ამიტომ:

სად და არის რეაქციის დრო ტემპერატურაზე და .

აქედან ვიღებთ:

იმის გათვალისწინებით, რომ = 135 წმ (2 წთ 15 წმ), ჩვენ განვსაზღვრავთ რეაქციის დროს ტემპერატურაზე :

6. რამდენჯერ გაიზრდება ქიმიური რეაქციის სიჩქარე ტემპერატურის მატებასთან ერთად = 10 0 C-მდე = 80 0 С , თუ g სიჩქარის ტემპერატურული კოეფიციენტი 2-ის ტოლია?

ვან ჰოფის წესიდან:

რეაქციის სიჩქარე გაიზრდება 128-ჯერ.

7. პაციენტის ორგანიზმიდან წამლის გამოყოფის კინეტიკის შესწავლისას დადგინდა, რომ 3 საათში პაციენტის ორგანიზმში რჩებოდა პრეპარატის საწყისი რაოდენობის 50%. განსაზღვრეთ ადამიანის ორგანიზმიდან პრეპარატის ელიმინაციის რეაქციის ნახევარგამოყოფის პერიოდი და სიჩქარის მუდმივი, თუ ცნობილია, რომ ეს არის პირველი რიგის რეაქცია.

ვინაიდან მოცემული პერიოდის განმავლობაში პრეპარატის 50% ამოღებულია ორგანიზმიდან, მაშინ t 1/2 = 3 საათი. ჩვენ ვიანგარიშებთ რეაქციის სიჩქარის მუდმივობას განტოლებიდან:

8. პრეპარატის წყალხსნარების ლაბორატორიული კვლევების შედეგად დადგინდა, რომ ჰიდროლიზის გამო პრეპარატის კონცენტრაცია დღეში 0,05 მოლ/ლ-დან 0,03 მოლ/ლ-მდე შემცირდა. გამოთვალეთ პრეპარატის ჰიდროლიზის რეაქციის ნახევარგამოყოფის პერიოდი.

ვინაიდან ჰიდროლიზის რეაქციები ჩვეულებრივ მიმდინარეობს წყლის მნიშვნელოვანი სიჭარბით, მისი კონცენტრაცია შეიძლება იყოს მუდმივი. შესაბამისად, რეაქციის დროს იცვლება მხოლოდ პრეპარატის კონცენტრაცია და ჰიდროლიზის რეაქცია შეიძლება ჩაითვალოს პირველი რიგის რეაქციად.

ჩვენ ვპოულობთ რეაქციის სიჩქარის მუდმივ მნიშვნელობას განტოლებიდან:

9. პრეპარატის ნახევარგამოყოფის პერიოდი პაციენტის ორგანიზმიდან (პირველი რიგის რეაქცია) არის 5 საათი. განსაზღვრეთ დრო, რომლის განმავლობაშიც წამლის 75% გამოიყოფა ორგანიზმიდან.

ორგანიზმიდან პრეპარატის 75%-ის მოცილებით, C/C 0 თანაფარდობა იქნება 0,25. ამ შემთხვევაში, მოსახერხებელია ფორმულის გამოყენება:

,

10. საქაროზას ჰიდროლიზის რეაქციის სიჩქარის მუდმივია 2,31×10 - 3 სთ - 1 . გამოთვალეთ:

1) რეაქციის ნახევარგამოყოფის პერიოდი;

2) დრო, რომლის დროსაც საქაროზის 20% გადის ჰიდროლიზს;

3) გლუკოზის რომელი ნაწილი გაივლის ჰიდროლიზს 5 დღის შემდეგ.

1. ნახევარგამოყოფის პერიოდია:

2. მას შემდეგ, რაც საქაროზის 20%-მა გაიარა ჰიდროლიზი, C/C 0 თანაფარდობა იქნება 0,8. აქედან გამომდინარე:

3. 5 დღის შემდეგ (120 საათი) C/C 0 თანაფარდობა იქნება:

შესაბამისად, გლუკოზის 24%-მა გაიარა ჰიდროლიზი.

11. ზოგიერთი პირველი რიგის რეაქციის დროს ნივთიერების საწყისი რაოდენობის 60% გარდაიქმნება 30 წუთში. განსაზღვრეთ ნივთიერების რა ნაწილი დარჩება 1 საათის შემდეგ.

1. 30 წუთის შემდეგ დარჩენილი ნივთიერების რაოდენობა იქნება:

C 1 \u003d C 0 - 0.6 C 0 \u003d 0.4 × C 0.

ანუ, C 0 / C 1 თანაფარდობა არის 2.5.

2. იპოვეთ რეაქციის სიჩქარის მუდმივი:

3. 1 საათის შემდეგ დარჩენილი ნივთიერების C 2 რაოდენობა განისაზღვრება ფორმულით:

ამრიგად, 1 საათის შემდეგ თავდაპირველი ნივთიერების 16% დარჩება.

კითხვები თვითკონტროლისთვის

1. რას ჰქვია ქიმიური რეაქციის სიჩქარე?

2. რას ეწოდება ერთგვაროვანი რეაქციის ჭეშმარიტი სიჩქარე?

3. როგორია ერთგვაროვანი რეაქციის სიჩქარის განზომილება?

4. რას უწოდებენ ჰეტეროგენული რეაქციის სიჩქარეს?

5. რა არის ჰეტეროგენული რეაქციის სიჩქარის განზომილება?

6. ჩამოთვალეთ ფაქტორები, რომლებიც გავლენას ახდენენ რეაქციის სიჩქარეზე.

7. ჩამოაყალიბეთ მასობრივი მოქმედების კანონი.

8. რა ფიზიკური მნიშვნელობა აქვს რეაქციის სიჩქარის მუდმივობას? რაზეა დამოკიდებული რეაქციის სიჩქარის მუდმივი და რაზე არა?

9. რას ჰქვია რეაქციის რიგი? მიეცით ნულოვანი, პირველი, მეორე და მესამე რიგის რეაქციის განტოლებების მაგალითები.

10. რეაქციის სიჩქარის მუდმივი განზომილება დამოკიდებულია რეაქციის თანმიმდევრობაზე?

11. რას ჰქვია რეაქციის მოლეკულურობა?

13. განსაზღვრეთ მარტივი და რთული რეაქციები. მიეცით რთული რეაქციების კლასიფიკაცია.

14. ჩამოაყალიბეთ van't Hoff-ის წესი. მიეცით მათემატიკური გამოხატულება ვან ჰოფის წესისთვის.

15. როგორ არის დამოკიდებული რეაქციის სიჩქარე აქტივაციის ენერგიაზე? დაწერეთ არენიუსის განტოლება.

16. რა არის გააქტიურებული კომპლექსი? რატომ მიმდინარეობს რეაქციები გააქტიურებული კომპლექსების წარმოქმნის ეტაპებზე?

17. რას ჰქვია კატალიზატორი? ჰომოგენური და ჰეტეროგენული კატალიზი. რატომ მიმდინარეობს რეაქციები უფრო სწრაფად კატალიზატორების თანდასწრებით?

18. რა არის ფერმენტული კატალიზი? დაწერეთ მიქაელის-მენტენის განტოლება.

ამოცანების ვარიანტები დამოუკიდებელი გადაწყვეტისთვის

ვარიანტი ნომერი 1

1. რეაქცია A და B ნივთიერებებს შორის გამოიხატება განტოლებით 2A + B \u003d C და აქვს მეორე რიგი A ნივთიერებისთვის და პირველი ნივთიერებისთვის B. ნივთიერებების საწყისი კონცენტრაციებია: C 0 (A) \u003d 0.4. მოლი / ლ; C 0 (B) \u003d 0,8 მოლ / ლ; k = 0.6. იპოვეთ რეაქციის საწყისი სიჩქარე და სიჩქარე გარკვეული დროის შემდეგ, როდესაც A ნივთიერების კონცენტრაცია მცირდება 0,2 მოლ/ლ-ით.

2. რამდენ გრადუსით უნდა გაიზარდოს ტემპერატურა ისე, რომ რეაქციის სიჩქარე 64-ჯერ გაიზარდოს? რეაქციის სიჩქარის ტემპერატურული კოეფიციენტი g არის 2.

ა) როდესაც სისტემაში წნევა გაორმაგდება?

ბ) აირების მოცულობის 2-ჯერ გაზრდით?

ვარიანტი ნომერი 2

1. რეაქცია მიმდინარეობს განტოლების მიხედვით: A + B = C და აქვს პირველი რიგის ნივთიერება A და ნივთიერება B. A-ს კონცენტრაცია გაიზარდა 2-დან 8 მოლ/ლ-მდე, ხოლო B-ის კონცენტრაცია 3-დან 9 მოლ/ლ. რამდენად გაიზარდა წინა რეაქციის სიჩქარე?

2. 150 0 C ტემპერატურაზე რეაქცია მთავრდება 10 წუთში. თუ აიღეთ ტემპერატურის კოეფიციენტი g 2-ის ტოლი, გამოთვალეთ რამდენ წუთში დასრულდებოდა რეაქცია 170 0 C ტემპერატურაზე.

3. რეაქციის სიჩქარე გამოიხატება განტოლებით: რამდენჯერ შეიცვლება რეაქციის სიჩქარე, როდესაც საწყისი ნივთიერებების კონცენტრაცია 3-ჯერ გაიზარდა?

ვარიანტი ნომერი 3

1. რეაქცია გამოიხატება განტოლებით: A + B \u003d C და აქვს პირველი რიგის ნივთიერება A და ნივთიერება B. საწყის კონცენტრაციებში C 0 (A) \u003d 3 მოლ / ლ და C 0 (B) \ u003d 5 მოლ/ლ, პირდაპირი რეაქციის სიჩქარე უდრის 0,3 მოლ/ლ×წმ. განსაზღვრეთ სიჩქარის მუდმივი და რეაქციის სიჩქარე გარკვეული დროის შემდეგ, როდესაც A-ს კონცენტრაცია მცირდება 2 მოლ/ლ-ით.

2. რამდენჯერ გაიზრდება ქიმიური რეაქციის სიჩქარე ტემპერატურის მატებასთან ერთად 10-დან 70 0 C-მდე, თუ g სიჩქარის ტემპერატურული კოეფიციენტი არის 2?

3. რეაქციის სიჩქარე A (tv) + 2B (გაზი) = C (tv) გამოიხატება განტოლებით: როგორ შეიცვლება რეაქციის სიჩქარე, თუ B-ის კონცენტრაცია გაორმაგდება?

ვარიანტი ნომერი 4

1. რეაქცია მიმდინარეობს განტოლების მიხედვით: 2A + B \u003d 2C და აქვს მეორე რიგი A ნივთიერებისთვის და პირველი ნივთიერებისთვის B. გამოთვალეთ პირდაპირი რეაქციის სიჩქარე იმ მომენტში, როდესაც B ნივთიერების 40% რეაგირებს, თუ საწყისი კონცენტრაციებია: C 0 (A) = 8 მოლ/ლ; C 0 (B) = 4 მოლ/ლ; k = 0.4.

2. ზოგიერთი რეაქცია 100 0 C ტემპერატურაზე მთავრდება 5 წუთში. რამდენი დრო დასჭირდება 80 0 C-ზე დასასრულს, თუ g სიჩქარის ტემპერატურული კოეფიციენტი არის 3?

3. რეაქციის სიჩქარე 3A + B = C გამოიხატება განტოლებით: რამდენჯერ შეიცვლება პირდაპირი რეაქციის სიჩქარე?

ა) როდესაც A ნივთიერების კონცენტრაცია გაორმაგებულია?

ბ) საწყისი ნივთიერებების კონცენტრაციის 2-ჯერ ერთდროული შემცირებით?

ვარიანტი ნომერი 5

1. გარკვეული რეაქციის სიჩქარე ტემპერატურის მატებით 40-დან 70 0 C-მდე გაიზარდა 8-ჯერ. განსაზღვრეთ გ-ის მნიშვნელობა.

2. რეაქცია მიმდინარეობს განტოლების მიხედვით: A + 3B \u003d 2C და აქვს პირველი რიგი A ნივთიერებისთვის და მეორე ნივთიერებისთვის B. ნივთიერებების საწყისი კონცენტრაციებია: C 0 (A) \u003d 2 მოლ/ლ; C 0 (B) = 6 მოლ/ლ; k = 1. გამოთვალეთ წინა რეაქციის საწყისი სიჩქარე და სიჩქარე იმ მომენტში, როდესაც A ნივთიერების კონცენტრაცია შემცირდა 1 მოლ/ლ-ით. როგორ შეიცვლება ქიმიური რეაქციის სიჩქარე?

3. როგორ შეიცვლება გაზის ფაზაში წარმოქმნილი პირდაპირი და საპირისპირო რეაქციების სიჩქარეები და ემორჩილებიან განტოლებებს:

ვარიანტი ნომერი 6

1. დახურულ ჭურჭელში არის აირების ნარევი, რომელიც შედგება 1 მოლი A და 3 მოლი B, რომელიც რეაგირებს განტოლების მიხედვით: A + 3B = 2C. პირდაპირი რეაქციის სიჩქარე აღწერილია განტოლებით რამდენჯერ შემცირდება პირდაპირი რეაქციის სისწრაფე 0,5 მოლი A რეაქციის შემდეგ?

2. რამდენ გრადუსით უნდა გაიზარდოს ტემპერატურა, რომ რეაქციის სიჩქარე 9-ჯერ გაიზარდოს, თუ g სიჩქარის ტემპერატურული კოეფიციენტი არის 3?

3. როგორ შეიცვლება პირდაპირი გაზის ფაზის რეაქციის სიჩქარე: 2A = B, რომლის რიგი შეფასებულია 0,5-ად, სისტემაში წნევის იზოთერმული შემცირებით 3-ჯერ?

ვარიანტი ნომერი 7

1. A და B ნივთიერებებს შორის რეაქცია მიმდინარეობს განტოლების მიხედვით: A + 2B \u003d C და აქვს პირველი რიგის A და B სუბსტანციაში. რეაქციაში მყოფი ნივთიერებების საწყისი კონცენტრაციები იყო: C 0 (A) \u003d 1,5 მოლ/ლ; C 0 (B) = 3 მოლ/ლ; k = 0.4. გამოთვალეთ ქიმიური რეაქციის სიჩქარე დროის საწყის მომენტში და გარკვეული დროის შემდეგ, როდესაც 75% A რეაგირებს.

2. როგორია g სიჩქარის ტემპერატურული კოეფიციენტი, თუ ტემპერატურის 30 0 C-ით მატებასთან ერთად რეაქციის სიჩქარე 27-ჯერ იზრდება?

3. როგორ შეიცვლება გაზის ფაზაში წარმოქმნილი პირდაპირი და საპირისპირო რეაქციების სიჩქარეები და ემორჩილებიან განტოლებებს:

წნევის იზოთერმული ზრდით 2-ჯერ?

ვარიანტი ნომერი 8

1. 1 ლიტრიან ხსნარში, რომელიც შეიცავს 1 მოლ A ნივთიერებას და 2 მოლ ნივთიერებას B, რეაქცია მიმდინარეობს: A + 3B \u003d 2C + D. პირდაპირ რეაქციას აქვს პირველი რიგი A სუბსტანციაში და მეორე - B ნივთიერებაში. რამდენჯერ იქნება პირდაპირი კლების რეაქციის სიჩქარე 0,65 მოლი A ნივთიერების შემდეგ?

2. ტემპერატურის მატებისას -5-დან +5 0 C-მდე, ბაქტერიების ჰიდროლიზის (ფერმენტული პროცესის) სიჩქარე 4-ჯერ იზრდება. იპოვეთ რეაქციის სიჩქარის ტემპერატურული კოეფიციენტის მნიშვნელობა g.

3. რამდენჯერ უნდა გაიზარდოს A ნივთიერების კონცენტრაცია 2A (გაზი) \u003d B (გაზი) + C (მყარი) სისტემაში ისე, რომ პირდაპირი რეაქციის სიჩქარე, რომელიც მეორე რიგის რეაქციაა, გაიზარდოს 4 ჯერ?

ვარიანტი ნომერი 9

1. რეაქცია მიმდინარეობს განტოლების მიხედვით: 2A + B = 2C და აქვს A ნივთიერების მეორე რიგი და B ნივთიერებისთვის პირველი. პირდაპირი რეაქციის სიჩქარეა 8 მოლ/ლ×წმ. გამოთვალეთ სიჩქარის მუდმივი და პირდაპირი რეაქციის სიჩქარე იმ მომენტში, როდესაც B ნივთიერების 30% რეაგირებს, თუ საწყისი კონცენტრაციებია: C 0 (A) = 2 მოლ/ლ; C 0 (B) \u003d 1 მოლ/ლ. როგორ შეიცვლება ქიმიური რეაქციის სიჩქარე?

2. ტემპერატურის მატებით 10-დან 50 0 C-მდე, რეაქციის სიჩქარე გაიზარდა 16-ჯერ. სიჩქარის ტემპერატურული კოეფიციენტის განსაზღვრა გ.

3. რეაქცია მიმდინარეობს განტოლების მიხედვით: A + B = C + D + E და აქვს პირველი რიგი A ნივთიერებისთვის და ნული ნივთიერებისთვის B. როგორ შეიცვლება პირდაპირი რეაქციის სიჩქარე რეაქტიული ნარევის 3-ჯერ განზავების შემდეგ. ?

ვარიანტი ნომერი 10

1. რეაქცია მიმდინარეობს განტოლების მიხედვით: A + 2B \u003d AB 2 და აქვს პირველი რიგი A სუბსტანციაში და მეორე სუბსტანცია B. რეაქციის სიჩქარის მუდმივია 0.01. გამოთვალეთ რეაქციის სიჩქარე საწყის კონცენტრაციებში: C 0 (A) = 0,8 მოლ/ლ; C 0 (B) \u003d 0,8 მოლ / ლ და რეაქციის სიჩქარე AB 2 ნივთიერების 0,2 მოლ / ლ წარმოქმნის დროს.

2. რამდენჯერ გაიზრდება ქიმიური რეაქციის სიჩქარე ტემპერატურის მატებასთან ერთად 30-დან 60 0 C-მდე, თუ g სიჩქარის ტემპერატურული კოეფიციენტი არის 3?

3. პრეპარატის ნახევარგამოყოფის პერიოდი პაციენტის ორგანიზმიდან (პირველი რიგის რეაქცია) არის 6 საათი. განსაზღვრეთ დრო, რომლის დროსაც წამლის შემცველობა ადამიანის ორგანიზმში 8-ჯერ შემცირდება.

ვარიანტი ნომერი 11

1. რეაქცია მიმდინარეობს განტოლების მიხედვით: A + B \u003d 2C და აქვს პირველი რიგის ნივთიერება A და ნივთიერება B. ნივთიერებების საწყისი კონცენტრაციებია: C 0 (A) \u003d 0.3 მოლ/ლ; C 0 (B) \u003d 0,5 მოლ / ლ; k = 0.1. იპოვეთ საწყისი რეაქციის სიჩქარე და რეაქციის სიჩქარე გარკვეული დროის შემდეგ, როდესაც კონცენტრაცია A მცირდება 0,1 მოლ/ლ-ით.

2. 100 0 C ტემპერატურაზე ზოგიერთი რეაქცია მთავრდება 16 წუთში. გ სიჩქარის ტემპერატურული კოეფიციენტის 2-ის ტოლი, გამოთვალეთ რამდენ წუთში დასრულდებოდა იგივე რეაქცია 140 0 C ტემპერატურაზე?

3. პრეპარატის ნახევარგამოყოფის პერიოდი პაციენტის ორგანიზმიდან (პირველი რიგის რეაქცია) არის 2 საათი. განსაზღვრეთ დრო, რომლის განმავლობაშიც წამლის 99% გამოიყოფა ორგანიზმიდან.

ვარიანტი ნომერი 12

1. რეაქცია მიმდინარეობს განტოლების მიხედვით: A + 2B \u003d C და აქვს პირველი რიგი A ნივთიერებისთვის და მეორე ნივთიერებისთვის B. ნივთიერებების საწყისი კონცენტრაციებია: C 0 (A) \u003d 0.9 მოლ/ლ; C 0 (B) \u003d 1,5 მოლ / ლ; k = 0.6. იპოვეთ რეაქციის საწყისი სიჩქარე და სიჩქარე გარკვეული დროის შემდეგ, როდესაც მოიხმარება A ნივთიერების 50%.

2. როგორია ქიმიური რეაქციის სიჩქარის ტემპერატურული კოეფიციენტი გ , თუ ტემპერატურის 30 0 C-ით მატებასთან ერთად სიჩქარე იზრდება 27-ჯერ?

3. ზოგიერთი პირველი რიგის რეაქციის ნახევარგამოყოფის პერიოდი 30 წუთია. გამოთვალეთ ორიგინალური თანხის რა ნაწილი დარჩება 1 საათის შემდეგ.

ვარიანტი ნომერი 13

1. რეაქცია მიმდინარეობს განტოლების მიხედვით: 2A + B = 2C და აქვს A ნივთიერების მეორე რიგი და B ნივთიერებისთვის პირველი. რეაქციის სიჩქარის მუდმივია 5 × 10 - 2. გამოთვალეთ რეაქციის სიჩქარე საწყის კონცენტრაციებზე C 0 (A) = 0,4 მოლ/ლ; C 0 (B) \u003d 0,9 მოლ / ლ და რეაქციის სიჩქარე C ნივთიერების 0,1 მოლი წარმოქმნის დროისთვის.

2. 10 0 C ტემპერატურაზე რეაქცია მიმდინარეობს 80 წუთში. რა ტემპერატურაზე დასრულდება რეაქცია 20 წუთში, თუ g სიჩქარის ტემპერატურული კოეფიციენტი არის 2?

3. ლაბორატორიული კვლევების მსვლელობისას დადგინდა, რომ დღის განმავლობაში პრეპარატის კონცენტრაცია პაციენტის ორგანიზმში მცირდებოდა 0,1 მოლ/ლ-დან 0,02 მოლ/ლ-მდე. გამოთვალეთ პრეპარატის ნახევარგამოყოფის პერიოდი, იმ ვარაუდით, რომ ეს რეაქცია არის პირველი რიგის.

ვარიანტი ნომერი 14

1. დახურულ ჭურჭელში 1 ლ მოცულობით არის აირების ნარევი, რომელიც შედგება 1 მოლი აირის A და 3 მოლი აირის B, რომელიც რეაგირებს განტოლების მიხედვით: A + 3B = 2C. პირდაპირ რეაქციას აქვს პირველი რიგი A ნივთიერებაში, მეორე კი - B. როგორ შეიცვლება პირდაპირი რეაქციის სიჩქარე მას შემდეგ, რაც 0,5 მოლი აირი A რეაგირებს?

2. სისტემის ტემპერატურის მატებასთან ერთად 10-დან 50 0 C-მდე, ქიმიური რეაქციის სიჩქარე გაიზარდა 16-ჯერ. რეაქციის სიჩქარის ტემპერატურული კოეფიციენტის განსაზღვრა გ .

3. ჩერნობილის ატომურ ელექტროსადგურზე მომხდარი ავარიის დროს (1986 წ.) გამოვიდა რადიონუკლიდი Cs-137, რომლის ნახევარგამოყოფის პერიოდი 30 წელია. გამოთვალეთ რადიონუკლიდის რა ნაწილი დარჩა სხეულში, რომელიც შემოვიდა ამ დროისთვის.

ვარიანტი ნომერი 15

1. რეაქცია მიმდინარეობს განტოლების მიხედვით: A + B \u003d C აქვს პირველი რიგის A სუბსტანციაში და B ნივთიერებაში. ნივთიერებების საწყის კონცენტრაციებში C 0 (A) \u003d 0.6 მოლ/ლ; C 0 (B) = 0,8 მოლ/ლ, რეაქციის სიჩქარეა 0,03 მოლ/ლ×წმ. განსაზღვრეთ სიჩქარის მუდმივი და რეაქციის სიჩქარე გარკვეული დროის შემდეგ, როდესაც A ნივთიერების კონცენტრაცია მცირდება 0,3 მოლ/ლ-ით.

2. რეაქციის სიჩქარე 0 0 C ტემპერატურაზე არის 1 მოლ/ლ×წმ. გამოთვალეთ ამ რეაქციის სიჩქარე 30 0 C ტემპერატურაზე, თუ რეაქციის სიჩქარის ტემპერატურული კოეფიციენტი არის 3.

3. პესტიციდების ჰიდროლიზის სიჩქარის მუდმივი 25 0 C ტემპერატურაზე არის 0,32 s - 1 . ნიმუშში პესტიციდის საწყისი კონცენტრაცია იყო 2,5 მოლ/ლ. გამოთვალეთ დრო, რომელიც სჭირდება პესტიციდის კონცენტრაციის 0,01 მოლ/ლ-მდე დაცემას.

ვარიანტი ნომერი 16

1. დაშლის რეაქცია მიმდინარეობს განტოლების მიხედვით: 2A \u003d 2B + C და აქვს მეორე რიგის ნივთიერება A. ამ რეაქციის სიჩქარის მუდმივი 200 0 C არის 0.05. საწყისი კონცენტრაცია С(A) = 2 მოლ/ლ. განსაზღვრეთ რეაქციის სიჩქარე მითითებულ ტემპერატურაზე საწყის მომენტში და იმ მომენტში, როდესაც დაიშალა A ნივთიერების 80%.

2. როგორ შეიცვლება პირდაპირი რეაქციის სიჩქარე: 2A (tv) + 3B (გაზი) \u003d 2C (tv), რომელსაც აქვს ნულოვანი რიგი A ნივთიერებისთვის და მესამე ნივთიერება B, თუ წნევა სისტემაში არის გაიზარდა 3-ჯერ?

3. ზოგიერთი პირველი რიგის რეაქციის დროს ნივთიერების საწყისი რაოდენობის 20% განიცდის ტრანსფორმაციას 45 წუთში. განსაზღვრეთ ნივთიერების რა ნაწილი დარჩება 1,5 საათის შემდეგ.

ვარიანტი ნომერი 17

1. აირების ურთიერთქმედება მიმდინარეობს განტოლების მიხედვით: A + 2B \u003d 2C და აქვს პირველი რიგი A ნივთიერებით და მეორე - B ნივთიერებით. აირების საწყისი კონცენტრაციებია: C 0 (A) \ u003d 2 მოლ/ლ; C 0 (B) = 4 მოლ/ლ; k = 0.02. გამოთვალეთ პირდაპირი რეაქციის სიჩქარე დროის საწყის მომენტში და გარკვეული დროის შემდეგ, როდესაც A ნივთიერების 50% რეაგირებს.

2. 20 0 C ტემპერატურაზე რეაქცია გრძელდება 2 წუთში. რამდენი ხანი გაგრძელდება იგივე რეაქცია 0 0 C ტემპერატურაზე, თუ g = 2?

3. ჭიანჭველა მჟავა იშლება ნახშირბადის მონოქსიდში (IV) და წყალბადად ოქროს ზედაპირზე. ამ რეაქციის სიჩქარის მუდმივი 140 0 C ტემპერატურაზე არის 5.5×10 - 4 წთ -1, ხოლო 185 0 C ტემპერატურაზე არის 9.2 × 10 - 3 წთ -1. განსაზღვრეთ ამ რეაქციის აქტივაციის ენერგია.

ვარიანტი ნომერი 18

1. რეაქცია მიმდინარეობს განტოლების მიხედვით: 2A + B = 2C და აქვს პირველი რიგის ნივთიერება A და ნივთიერება B. რეაქციის სიჩქარეა 0,5 მოლ/ლ×წმ. ნივთიერებების საწყისი კონცენტრაციები ტოლია: С(A) = 6 მოლ/ლ; C(B) = 3 მოლ/ლ. განსაზღვრეთ ამ რეაქციის სიჩქარის მუდმივი და რეაქციის სიჩქარე გარკვეული დროის შემდეგ, როდესაც B ნივთიერების კონცენტრაცია მცირდება 1 მოლ/ლ-ით.

2. 20 0 C ტემპერატურაზე რეაქცია გრძელდება 2 წუთში. რამდენი ხანი გაგრძელდება იგივე რეაქცია 50 0 C ტემპერატურაზე, თუ g = 2?

3. ლერწმის შაქრის ინვერსიული რეაქციის სიჩქარის მუდმივა 25 0 C ტემპერატურაზე არის 9.67×10 - 3 წთ - 1, ხოლო 40 0 ​​° C არის 73.4 × 10 - 3 წთ -1. განსაზღვრეთ ამ რეაქციის აქტივაციის ენერგია მითითებულ ტემპერატურულ დიაპაზონში.

აკონტროლეთ კითხვები და ამოცანები

1. ქიმიური რეაქციების სიჩქარე, სხვაობა საშუალო სიჩქარესა და მყისიერ სიჩქარეს შორის.

2. ჩაწერეთ ქიმიური რეაქციების მასის მოქმედების კანონის მათემატიკური გამოხატულება:

2A + B = A 2 B

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

3. ქიმიური რეაქციის სიჩქარის დამოკიდებულება რეაგენტების ბუნებაზე, ტემპერატურაზე. ვან'ტ ჰოფის კანონი, არენიუსის განტოლება. ჰომოგენური და ჰეტეროგენული კატალიზი. მაგალითები. კატალიზატორის მოქმედების მექანიზმი. ქიმიური რეაქციის აქტივაციის ენერგია.

4. რეაქციის სიჩქარის მუდმივი A + 2B \u003d AB 2 არის 2 10 -3 ლ / (მოლ წმ). გამოთვალეთ მისი სიჩქარე საწყის მომენტში, როდესაც C A = C B = 0,4 მოლ/ლ და გარკვეული დროის შემდეგ. ამ დროისთვის ნივთიერების AB 2 კონცენტრაცია იყო 0,1 მოლ/ლ.

5. მეთანის წვა ჟანგბადში თუ ჟანგბადის კონცენტრაცია 5-ჯერ გაიზარდა?

6. ქიმიური რეაქცია მიმდინარეობს A + B \u003d C განტოლების მიხედვით. დროის საწყის მომენტში, C A \u003d 2,7 მოლ / ლ, C B \u003d 2,5 მოლ / ლ. 0,5 საათის შემდეგ, A ნივთიერების კონცენტრაცია შემცირდა და ტოლი გახდა C A \u003d 2,5 მოლ / ლ. გამოთვალეთ B და C ნივთიერებების კონცენტრაცია ამ მომენტამდე და საშუალო სიჩქარე დროის მითითებულ პერიოდში.

7. რამდენჯერ უნდა გაიზარდოს წნევა ისე, რომ ქიმიური რეაქციის სიჩქარე 2NO 2 + O 2 = 2NO 2 გაიზარდოს 1000-ჯერ?

8. რამდენჯერ შეიცვლება ქიმიური რეაქციის სიჩქარე, როდესაც ტემპერატურა 70-დან 30 0 C-მდე იკლებს, თუ ტემპერატურის კოეფიციენტი არის 3.

9. რამდენი გრადუსით უნდა გაიზარდოს ტემპერატურა ისე, რომ ქიმიური რეაქციის სიჩქარე 81-ჯერ გაიზარდოს? რეაქციის სიჩქარის ტემპერატურული კოეფიციენტი არის 3?

10. გამოთვალეთ გარკვეული ქიმიური რეაქციის ტემპერატურული კოეფიციენტი, თუ ტემპერატურის მატებით 10-დან 50 0 С-მდე, ქიმიური რეაქციის სიჩქარე გაიზარდა 16-ჯერ.

დავალებების შესრულების მაგალითები

მაგალითი 1დაწერეთ მათემატიკური გამოხატულება მასის მოქმედების კანონისთვის შემდეგი ქიმიური რეაქციებისთვის:

უპასუხე.რეაქციისთვის (1), სიჩქარე დამოკიდებულია მხოლოდ SO 2 კონცენტრაციაზე, რეაქციისთვის (2) დამოკიდებულია მხოლოდ H 2 კონცენტრაციაზე.

მაგალითი 2როგორ შეიცვლება ქიმიური რეაქციის სიჩქარე?

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

თუ ჟანგბადის კონცენტრაცია გაიზარდა 3-ჯერ?

გამოსავალი

1. ჩვენ ვწერთ გამოთქმას ქიმიური რეაქციის სიჩქარის დამოკიდებულების შესახებ რეაგენტების კონცენტრაციაზე: V 1 = k 3.

2. ჟანგბადის კონცენტრაციის 3-ჯერ გაზრდით, ქიმიური რეაქციის სიჩქარე ასევე იზრდება: V 2 \u003d k 3.

V 2 / V 1 = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 27

უპასუხე.ჟანგბადის კონცენტრაციის 3-ჯერ გაზრდით, ქიმიური რეაქციის სიჩქარე იზრდება 27-ჯერ.

მაგალითი 3როგორ შეიცვლება ქიმიური რეაქციის სიჩქარე?

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

როდესაც წნევა გაორმაგდება?

გამოსავალი.

1. ჩვენ ვწერთ გამოთქმას ქიმიური რეაქციის სიჩქარის დამოკიდებულების შესახებ რეაგენტების კონცენტრაციაზე: V 1 = k 3.

2. როდესაც წნევა გაორმაგდება, ქლორის კონცენტრაციაც გაორმაგდება. ამიტომ, V 2 = k 3.

3. ქიმიური რეაქციის სიჩქარის ცვლილება არის

V 2 / V 1 = ¾¾¾¾¾¾¾¾ = 8

უპასუხე.წნევის 2-ჯერ გაზრდით, ამ ქიმიური რეაქციის სიჩქარე 8-ჯერ იზრდება.

მაგალითი 4ქიმიური რეაქციის სიჩქარის ტემპერატურული კოეფიციენტი არის 2,5. როგორ შეიცვლება მისი სიჩქარე ა) რეაქციული ნარევის ტემპერატურის მატებით 60-დან 100 o C-მდე; ბ) როდესაც ტემპერატურა ეცემა 50-დან 30°C-მდე.

გამოსავალი

1. ქიმიური რეაქციის სიჩქარის დამოკიდებულება ტემპერატურაზე განისაზღვრება ვანტ ჰოფის წესით. მისი მათემატიკური გამოხატულება:

V 2 = V 1 γ (t2 - t1) / 10 .

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

ბ) V 2 / V 1 \u003d 2.5 (30-50) / 10 \u003d 2.5 -2 \u003d 1 / 6.25 \u003d 0.16.

უპასუხე.ტემპერატურის 40 °-ით მატებასთან ერთად, ამ რეაქციის სიჩქარე იზრდება 39,06-ჯერ, ტემპერატურის შემცირებით 20 °-ით, ქიმიური რეაქციის სიჩქარე მცირდება 6,25-ჯერ და არის ქიმიური რეაქციის სიჩქარის მხოლოდ 0,16. ტემპერატურა 50 ° C.

საგანი. ქიმიური წონასწორობა

აკონტროლეთ კითხვები და ამოცანები

1. შექცევადი და შეუქცევადი ქიმიური რეაქციები. მიეცით მაგალითები. რეაქციების შეუქცევადობის ძირითადი ნიშნები. ცრუ ქიმიური წონასწორობა.

2. შექცევადი ქიმიური რეაქციების მასის მოქმედების კანონი. ქიმიური წონასწორობის მუდმივის ფიზიკური მნიშვნელობა.

3. ჩამოწერეთ ქიმიური წონასწორობის მუდმივის გამოხატულება შემდეგი ქიმიური რეაქციებისთვის:

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

CaO (c) + CO 2 (გ) CaCO 3 (c)

Ca(c) + C(c) +3/2O 2 (გ) CaCO 3 (c)

4. Le Chatelier-ის პრინციპი. მიეცით მაგალითები.

5. როგორ მოქმედებს წნევის მატება ქიმიური წონასწორობის ცვლილებაზე შემდეგ რეაქციებში:

H 2 (გ) + J 2 (გ) 2HJ (გ)

CO(g) + Cl 2 (გ) COCl 2 (გ)

2NO(g) + O 2 (გ) 2NO 2 (გ)

C(c) + CO 2 (გ) 2CO (გ)

6. პირდაპირი ან საპირისპირო რეაქციის მიმართულებით ტემპერატურის კლებისას ქიმიური წონასწორობა გადაინაცვლებს შემდეგ რეაქციებში:

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

2N 2 (გ) + O 2 (გ) 2N 2 O(გ) DH > 0

2SO 2 (გ) + O 2 (გ) 2SO 3 (გ) + 192,74 კჯ

N 2 O 4 (გ) 2NO 2 (გ) - 54,47 კჯ

7. რა ფაქტორების მოქმედებით შეიძლება ქიმიური წონასწორობა გადაიტანოს უშუალო რეაქციაზე:

C (c) + H 2 O (გ) CO (გ) + H 2 (გ) - 129,89 კჯ

N 2 (გ) + 3H 2 (გ) 2NH 3 (გ) DH< 0

8. ქიმიური წონასწორობა რეაქციაში 2SO 2 (გ) + O 2 (გ) \u003d 2SO 3 (გ) დამყარდა რეაგენტების შემდეგი კონცენტრაციით: \u003d 0,2 მოლ / ლ, \u003d 0,05 მოლ / ლ, \u003d 0,09 მოლ/ლ. როგორ შეიცვლება წინა რეაქციის სიჩქარე, საპირისპირო რეაქციის სიჩქარე, თუ აირის ნარევის მოცულობა 3-ჯერ შემცირდება?

9. გამოთვალეთ წყალბადის და ქლორის წონასწორული კონცენტრაცია ქიმიურ რეაქციაში: H 2 (g) + Cl 2 (g) \u003d 2HCl (g), თუ საწყისი კონცენტრაციები C (H 2) \u003d 0,5 მოლ / ლ, C (Cl 2) = 1,5 მოლ/ლ და ქლორიდის წყალბადის წონასწორული კონცენტრაცია = 0,8 მოლ/ლ. გამოთვალეთ ქიმიური წონასწორობის მუდმივი.

10. გარკვეულ ტემპერატურაზე, წონასწორული ნარევის შემადგენლობა ასეთია: m (CO) \u003d 11,2 გ, m (Cl 2) \u003d 14,2 გ, m (COCl 2) \u003d 19,8 გ, მისი მოცულობა 10 ლიტრი. გამოთვალეთ ქიმიური რეაქციის წონასწორობის მუდმივი CO(g) + Cl 2 (g) COCl 2 (გ)

დავალებების შესრულების მაგალითები

მაგალითი 1დაწერეთ მათემატიკური გამოხატულება რეაქციის ქიმიური წონასწორობის მუდმივობისთვის Ca 3 N 2 (c) + 6H 2 O (g) \u003d 3Ca (OH) 2 (c) + 2NH 3 (g).

გამოსავალი.ქიმიური წონასწორობის მუდმივის მათემატიკური გამოხატულება (შექცევადი რეაქციების მასის მოქმედების კანონი) არ ითვალისწინებს ნივთიერებების მონაწილეობას მყარ და თხევად ფაზებში. აქედან გამომდინარე,

უპასუხე.წონასწორობის მუდმივი განისაზღვრება აირის ფაზაში ამიაკისა და წყლის წონასწორული კონცენტრაციების თანაფარდობით.

მაგალითი 2რეაქციისთვის CoO (c) + CO (g) \u003d Co (c) + CO 2 (გ), გამოთვალეთ ქიმიური წონასწორობის მუდმივი, თუ წონასწორობის დროისთვის 80% CO რეაგირებდა, CO-ს საწყისი კონცენტრაცია არის 1,88. მოლი / ლ.

გამოსავალი

1. Kc = / ქიმიური წონასწორობის მუდმივის მათემატიკური გამოხატულება.

2. CO და CO 2-ის წონასწორული კონცენტრაციები. CO-ს წონასწორული კონცენტრაცია საწყისზე ნაკლები იქნება (ნივთიერების ნაწილი - 80% - შევიდა ქიმიურ რეაქციაში:

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

0,376 მოლ/ლ.

CO 2-ის წონასწორული კონცენტრაცია არის:

[CO 2 ] \u003d C (CO) პრორეაქტი. \u003d (1,88 80) / 100 \u003d 1,504 მოლ/ლ.

3. ქიმიური წონასწორობის მუდმივის მათემატიკური გამოხატვისას, ჩვენ ვცვლით CO და CO 2 წონასწორობის კონცენტრაციების მნიშვნელობებს:

Kc \u003d 1.504 / 0.376 \u003d 4.

უპასუხე.ამ რეაქციის ქიმიური წონასწორობის მუდმივია 4; რაც მიუთითებს, რომ დროის ამ მომენტში წინა რეაქციის სიჩქარე 4-ჯერ აღემატება საპირისპირო რეაქციის სიჩქარეს.

მაგალითი 3რა მიმართულებით გადაინაცვლებს 2NiO (c) + CO 2 (g) + H 2 O (g) \u003d (NiOH) 2 CO 3 (c) DH o რეაქციის ქიმიური წონასწორობა< 0

ა) წნევის მატებით, ბ) ტემპერატურის მატებით? შესთავაზეთ T და P თერმოდინამიკური პარამეტრების ოპტიმალური ცვლილება რეაქციის პროდუქტის გამოსავლიანობის გაზრდის მიზნით.

გამოსავალი

1. Le Chatelier პრინციპის შესაბამისად, წნევის მატება ცვლის ქიმიური რეაქციის წონასწორობას იმ მიმართულებით, რომელსაც თან ახლავს რეაქციის სისტემის მოცულობის შემცირება. წნევის მატებასთან ერთად, ამ რეაქციის წონასწორობა გადადის მარჯვნივ (წინა რეაქციის სიჩქარე უფრო მაღალია, ვიდრე საპირისპირო).

2. ლე შატელიეს პრინციპის შესაბამისად, ტემპერატურის მატება ქიმიურ წონასწორობას ენდოთერმული რეაქციისკენ გადააქვს. ამიტომ, ტემპერატურის მატებასთან ერთად, ამ რეაქციის წონასწორობა გადადის მარცხნივ (საპირისპირო რეაქციის სიჩქარე უფრო მაღალია, ვიდრე წინა).

3. ნიკელის (II) ჰიდროქსოკარბონატის წარმოქმნის ქიმიური რეაქციის პროდუქტის მოსავლიანობის გასაზრდელად გაზარდეთ წნევა და შეამცირეთ ტემპერატურა.

მაგალითი 4დაწერეთ გამოთქმა რეაქციის ქიმიური წონასწორობის მუდმივისთვის:

MgO (c) + H 2 (g) \u003d Mg (c) + H 2 O (გ).

გავლენას ახდენს თუ არა წნევის მატება ქიმიური წონასწორობის ცვლილებაზე?

გამოსავალი.სიჩქარის გამოხატულებაში ჰეტეროგენული რეაქციებისთვის.

1. ქიმიური კინეტიკის ძირითადი ცნებები და პოსტულატები

ქიმიური კინეტიკა არის ფიზიკური ქიმიის ფილიალი, რომელიც სწავლობს ქიმიური რეაქციების სიჩქარეს. ქიმიური კინეტიკის ძირითადი ამოცანებია: 1) რეაქციის სიჩქარის გამოთვლა და კინეტიკური მრუდების განსაზღვრა, ე.ი. რეაგენტების კონცენტრაციის დროზე დამოკიდებულება ( პირდაპირი დავალება); 2) რეაქციის მექანიზმების განსაზღვრა კინეტიკური მრუდებით ( შებრუნებული პრობლემა).

ქიმიური რეაქციის სიჩქარე აღწერს რეაგენტების კონცენტრაციის ცვლილებას დროის ერთეულზე. რეაქციისთვის

ა A+ ბ B+... დ D+ ე E+...

რეაქციის სიჩქარე განისაზღვრება შემდეგნაირად:

სადაც კვადრატული ფრჩხილები აღნიშნავენ ნივთიერების კონცენტრაციას (ჩვეულებრივ იზომება მოლ/ლ-ში), ტ- დრო; ა, ბ, დ, ე- სტექიომეტრიული კოეფიციენტები რეაქციის განტოლებაში.

რეაქციის სიჩქარე დამოკიდებულია რეაგენტების ბუნებაზე, მათ კონცენტრაციაზე, ტემპერატურაზე და კატალიზატორის არსებობაზე. რეაქციის სიჩქარის დამოკიდებულება კონცენტრაციაზე აღწერილია ქიმიური კინეტიკის ძირითადი პოსტულატით - მოქმედი მასების კანონი:

ქიმიური რეაქციის სიჩქარე დროის თითოეულ მომენტში პროპორციულია რეაქტიული ნივთიერებების მიმდინარე კონცენტრაციებისა, რომლებიც ამაღლებულია გარკვეულ ხარისხებამდე:

,

სად კ- სიჩქარის მუდმივი (კონცენტრაციისგან დამოუკიდებლად); x, წ- რამდენიმე რიცხვი, რომელსაც ეძახიან ნივთიერებების მიხედვით რეაქციის თანმიმდევრობა A და B, შესაბამისად. ამ ციფრებს საერთოდ არაფერი აქვს საერთო კოეფიციენტებთან ადა ბრეაქციის განტოლებაში. მაჩვენებლების ჯამი x+ წდაურეკა ზოგადი რეაქციის თანმიმდევრობა. რეაქციის რიგი შეიძლება იყოს დადებითი ან უარყოფითი, მთელი ან წილადი.

ქიმიური რეაქციების უმეტესობა შედგება რამდენიმე ეტაპისგან, ე.წ ელემენტარული რეაქციები. ელემენტარული რეაქცია ჩვეულებრივ გაგებულია, როგორც ქიმიური ბმის წარმოქმნის ან გაწყვეტის ერთი აქტი, რომელიც მიმდინარეობს გარდამავალი კომპლექსის წარმოქმნით. ელემენტარულ რეაქციაში ჩართული ნაწილაკების რაოდენობას ეწოდება მოლეკულურობარეაქციები. არსებობს მხოლოდ სამი სახის ელემენტარული რეაქცია: მონომოლეკულური (A B + ...), ბიმოლეკულური (A + B D + ...) და ტრიმოლეკულური (2A + B D + ...). ელემენტარული რეაქციებისთვის ზოგადი რიგი უდრის მოლეკულურობას, ხოლო ნივთიერებების რიგები უდრის რეაქციის განტოლების კოეფიციენტებს.

მაგალითები

მაგალითი 1-1. NO წარმოქმნის სიჩქარე 2NOBr (g) 2NO (g) + Br 2 (g) რეაქციაში არის 1.6. 10 -4 მოლი/(ლ.ს). რა არის რეაქციის სიჩქარე და NOBr მოხმარების სიჩქარე?

გამოსავალი. განმარტებით, რეაქციის სიჩქარეა:

მოლი / (ლ. ს).

იგივე განმარტებიდან გამომდინარეობს, რომ NOBr-ის მოხმარების სიჩქარე უდრის NO-ს წარმოქმნის სიჩქარეს საპირისპირო ნიშნით:

მოლ / (ლ. ს).

მაგალითი 1-2.მე-2 რიგის A + B D რეაქციაში A და B ნივთიერებების საწყისი კონცენტრაციებია შესაბამისად 2.0 მოლ/ლ და 3.0 მოლ/ლ. რეაქციის სიჩქარეა 1.2. 10 -3 მოლი/(ლ.წ) [A] = 1,5 მოლ/ლ. გამოთვალეთ სიჩქარის მუდმივი და რეაქციის სიჩქარე [B] = 1,5 მოლ/ლ.

გამოსავალი. მასობრივი მოქმედების კანონის მიხედვით, ნებისმიერ დროს, რეაქციის სიჩქარეა:

.

იმ მომენტისთვის, როდესაც [A] = 1,5 მოლ/ლ, A და B ნივთიერებების 0,5 მოლ/ლ რეაგირება მოახდინეს, შესაბამისად, [B] = 3 – 0,5 = 2,5 მოლ/ლ. სიჩქარის მუდმივი არის:

ლ/(მოლ. ს).

იმ დროისთვის, როდესაც [B] = 1,5 მოლ/ლ, 1,5 მოლ/ლ ნივთიერებები A და B რეაგირებდნენ, შესაბამისად, [A] = 2 – 1,5 = 0,5 მოლ/ლ. რეაქციის სიჩქარეა:

მოლი / (ლ. ს).

ᲓᲐᲕᲐᲚᲔᲑᲔᲑᲘ

1-1. როგორ არის გამოხატული ამიაკის სინთეზის რეაქციის სიჩქარე 1/2 N 2 + 3/2 H 2 \u003d NH 3 აზოტის და წყალბადის კონცენტრაციით? (პასუხი)

1-2. როგორ შეიცვლება ამიაკის სინთეზის რეაქციის სიჩქარე 1/2 N 2 + 3/2 H 2 \u003d NH 3, თუ რეაქციის განტოლება დაიწერება როგორც N 2 + 3H 2 \u003d 2NH 3? (პასუხი)

1-3. როგორია ელემენტარული რეაქციების რიგი: ა) Cl + H 2 = HCl + H; ბ) 2NO + Cl 2 = 2NOCl? (პასუხი)

1-4. ქვემოთ ჩამოთვლილთაგან რომელს შეუძლია მიიღოს ა) უარყოფითი; ბ) წილადური მნიშვნელობები: რეაქციის სიჩქარე, რეაქციის რიგი, რეაქციის მოლეკულურობა, სიჩქარის მუდმივი, სტექიომეტრიული კოეფიციენტი? (პასუხი)

1-5. არის თუ არა რეაქციის სიჩქარე დამოკიდებული რეაქციის პროდუქტების კონცენტრაციაზე? (პასუხი)

1-6. რამდენჯერ გაიზრდება გაზის ფაზის ელემენტარული რეაქციის სიჩქარე A = 2D წნევის 3-ჯერ გაზრდით? (პასუხი)

1-7. განსაზღვრეთ რეაქციის რიგი, თუ სიჩქარის მუდმივას აქვს განზომილება l 2 / (mol 2. s). (პასუხი)

1-8. მე-2 რიგის აირისებრი რეაქციის სიჩქარის მუდმივი 25 ° C ტემპერატურაზე არის 10 3 ლ / (მოლ. წმ). რის ტოლია ეს მუდმივი, თუ კინეტიკური განტოლება გამოიხატება ატმოსფეროში წნევის მიხედვით? (პასუხი)

1-9. გაზის ფაზის რეაქციისთვის ნ-ე რიგი nA B გამოხატავს B-ს წარმოქმნის სიჩქარეს მთლიანი წნევის მიხედვით. (პასუხი)

1-10. წინა და საპირისპირო რეაქციების სიჩქარის მუდმივებია 2.2 და 3.8 ლ/(მოლ წმ). რომელი მექანიზმით შეიძლება მიმდინარეობდეს ეს რეაქციები: ა) A + B = D; ბ) A + B = 2D; გ) A = B + D; დ) 2A = B. (პასუხი)

1-11. დაშლის რეაქციას 2HI H 2 + I 2 აქვს მე -2 რიგის სიჩქარის მუდმივი კ= 5.95 . 10 -6 ლ/(მოლ. ს). გამოთვალეთ რეაქციის სიჩქარე 1 ატმოსფეროზე და 600 კ ტემპერატურაზე (პასუხი)

1-12. მე -2 რიგის რეაქცია A + B D არის 2,7 . 10 -7 მოლ/(ლ. წ) A და B ნივთიერებების კონცენტრაციებში, შესაბამისად, 3.0. 10 -3 მოლ/ლ და 2,0 მოლ/ლ. გამოთვალეთ სიჩქარის მუდმივი (პასუხი)

1-13. მე-2 რიგის რეაქციაში A + B 2D, A და B ნივთიერებების საწყისი კონცენტრაციებია თითო 1,5 მოლ/ლ. რეაქციის სიჩქარეა 2.0. 10 -4 მოლი/(ლ.წ) [A] = 1,0 მოლ/ლ. გამოთვალეთ სიჩქარის მუდმივი და რეაქციის სიჩქარე [B] = 0,2 მოლ/ლ-ზე. (პასუხი)

1-14. მე-2 რიგის რეაქციაში A + B 2D, A და B ნივთიერებების საწყისი კონცენტრაციებია, შესაბამისად, 0,5 და 2,5 მოლ/ლ. რამდენჯერ არის რეაქციის სიჩქარე [A] = 0,1 მოლ/ლ-ზე ნაკლები საწყის სიჩქარეზე? (პასუხი)

1-15. გაზის ფაზის რეაქციის სიჩქარე აღწერილია განტოლებით ვ = კ. [A] 2. [B]. რა თანაფარდობით A და B კონცენტრაციებს შორის იქნება საწყისი რეაქციის სიჩქარე მაქსიმალური ფიქსირებული საერთო წნევის დროს? (პასუხი)

2. მარტივი რეაქციების კინეტიკა

ამ განყოფილებაში, მასის მოქმედების კანონის საფუძველზე, ჩვენ შევადგენთ და ამოხსნით კინეტიკურ განტოლებებს მთელი რიგის შეუქცევადი რეაქციებისთვის.

მე-0 რიგის რეაქციები.ამ რეაქციების სიჩქარე არ არის დამოკიდებული კონცენტრაციაზე:

,

სადაც [A] არის საწყისი ნივთიერების კონცენტრაცია. ნულოვანი რიგი ხდება ჰეტეროგენულ და ფოტოქიმიურ რეაქციებში.

1 რიგის რეაქციები. A B ტიპის რეაქციებში სიჩქარე პირდაპირპროპორციულია კონცენტრაციის:

.

კინეტიკური განტოლებების ამოხსნისას ხშირად გამოიყენება შემდეგი აღნიშვნა: საწყისი კონცენტრაცია [A] 0 = ა, დენის კონცენტრაცია [A] = ა - x(ტ), სად x(ტ) არის რეაქციაში მოხვედრილი ნივთიერების კონცენტრაცია A. ამ აღნიშვნებში 1 რიგის რეაქციის კინეტიკური განტოლება და მისი ამონახსნის ფორმა აქვს:

კინეტიკური განტოლების ამოხსნა ასევე იწერება სხვა ფორმით, მოსახერხებელი რეაქციის რიგის გასაანალიზებლად:

.

დროს, რომელსაც სჭირდება A ნივთიერების ნახევარი დაშლა, ნახევარგამოყოფის პერიოდი t 1/2 ეწოდება. იგი განისაზღვრება განტოლებით x(t 1/2) = ა/2 და უდრის

მე-2 რიგის რეაქციები. A + B D + ... ტიპის რეაქციებში, სიჩქარე პირდაპირპროპორციულია კონცენტრაციების პროდუქტის:

.

ნივთიერებების საწყისი კონცენტრაციები: [A] 0 = ა, [B] 0 = ბ; მიმდინარე კონცენტრაციები: [A] = ა- x(ტ), [B] = ბ - x(ტ).

ამ განტოლების ამოხსნისას გამოიყოფა ორი შემთხვევა.

1) A და B ნივთიერებების იგივე საწყისი კონცენტრაციები: ა = ბ. კინეტიკური განტოლებას აქვს ფორმა:

.

ამ განტოლების ამონახსნი იწერება სხვადასხვა ფორმით:

A და B ნივთიერებების ნახევარგამოყოფის პერიოდი იგივეა და ტოლია:

2) A და B ნივთიერებების საწყისი კონცენტრაციები განსხვავებულია: ა ბ. კინეტიკური განტოლებას აქვს ფორმა:
.

ამ განტოლების ამონახსნი შეიძლება დაიწეროს შემდეგნაირად:

A და B ნივთიერებების ნახევარგამოყოფის პერიოდი განსხვავებულია: .

n-ე რიგის რეაქციები ნ A D + ... კინეტიკური განტოლებას აქვს ფორმა:

.

კინეტიკური განტოლების ამოხსნა:

. (2.1)

A ნივთიერების ნახევარგამოყოფის პერიოდი უკუპროპორციულია ( ნ-1)- საწყისი კონცენტრაციის ხარისხი:

. (2.2)

მაგალითი 2-1.რადიოაქტიური იზოტოპ 14 C-ის ნახევარგამოყოფის პერიოდი 5730 წელია. არქეოლოგიური გათხრების დროს აღმოაჩინეს ხე, რომლის ტემპერატურა 14 გრადუსია, რომელშიც ნორმალურის 72%-ია. რა არის ხის ასაკი?
გამოსავალი.რადიოაქტიური დაშლა არის პირველი რიგის რეაქცია. სიჩქარის მუდმივი არის:

ხის სიცოცხლის ხანგრძლივობა შეიძლება მოიძებნოს კინეტიკური განტოლების ამოხსნიდან, იმის გათვალისწინებით, რომ [A] = 0,72 . [A]0:

მაგალითი 2-2.დადგენილია, რომ მე-2 რიგის რეაქცია (ერთი რეაგენტი) 75%-ით სრულდება 92 წთ-ში რეაგენტის საწყისი კონცენტრაციით 0,24 მ. რამდენი დრო დასჭირდება იმავე პირობებში რეაგენტის კონცენტრაციას 0,16 მ-ის მიღწევას?
გამოსავალი.ჩვენ ვწერთ კინეტიკური განტოლების ორჯერ ამონახსნს მეორე რიგის რეაქციისთვის ერთი რეაგენტით:

,

სადაც, კონვენციით, ა= 0.24 მ, ტ 1 = 92 წთ, x 1 = 0.75. 0.24=0.18M, x 2 = 0,24 - 0,16 = 0,08 M. მოდით გავყოთ ერთი განტოლება მეორეზე:

მაგალითი 2-3.ელემენტარული რეაქციისთვის ნ A B აღნიშნავს A-ს ნახევარგამოყოფის პერიოდს t 1/2-მდე და A-ს დაშლის დროს 75%-ით - t 3/4-მდე. დაამტკიცეთ, რომ თანაფარდობა t 3/4 / t 1/2 არ არის დამოკიდებული საწყის კონცენტრაციაზე, მაგრამ განისაზღვრება მხოლოდ რეაქციის თანმიმდევრობით ნ.გამოსავალი.ჩვენ ვწერთ რეაქციის კინეტიკური განტოლების ორჯერ ამოხსნას ნ- რიგითი ერთი რეაგენტით:

და გაყავით ერთი გამონათქვამი მეორეზე. მუდმივები კდა აორივე გამონათქვამიდან გაუქმდება და მივიღებთ:

.

ეს შედეგი შეიძლება განზოგადდეს იმის დამტკიცებით, რომ იმ დროების თანაფარდობა, რომლებშიც გარდაქმნის ხარისხი არის a და b, დამოკიდებულია მხოლოდ რეაქციის თანმიმდევრობაზე:

.

ᲓᲐᲕᲐᲚᲔᲑᲔᲑᲘ

2-1. კინეტიკური განტოლების ამოხსნის გამოყენებით დაამტკიცეთ, რომ 1-ლი რიგის რეაქციებისთვის დრო t x, რომლისთვისაც საწყისი ნივთიერების გარდაქმნის ხარისხი აღწევს x, არ არის დამოკიდებული საწყის კონცენტრაციაზე. (პასუხი)

2-2. პირველი რიგის რეაქცია მიმდინარეობს 30%-ით 7 წუთში. რამდენი დრო დასჭირდება რეაქციას 99%-ით დასრულებას? (პასუხი)

2-3. ჩერნობილის ავარიის შედეგად ატმოსფეროში მოხვედრილი რადიოაქტიური იზოტოპ 137 Cs-ის ნახევარგამოყოფის პერიოდი 29,7 წელია. რა დროის შემდეგ იქნება ამ იზოტოპის რაოდენობა ორიგინალის 1%-ზე ნაკლები? (პასუხი)

2-4. რადიოაქტიური იზოტოპის 90 Sr ნახევარგამოყოფის პერიოდი, რომელიც ატმოსფეროში შედის ბირთვული ტესტების დროს, 28,1 წელია. დავუშვათ, რომ ახალშობილის ორგანიზმმა ამ იზოტოპის 1,00 მგ შეიწოვება. რამდენი სტრონციუმი დარჩება ორგანიზმში ა) 18 წლის შემდეგ, ბ) 70 წლის შემდეგ, თუ დავუშვებთ, რომ ის არ გამოიყოფა ორგანიზმიდან? (პასუხი)

2-5. სიჩქარის მუდმივი პირველი რიგის რეაქციისთვის SO 2 Cl 2 = SO 2 + Cl 2 არის 2.2. 10 -5 s -1 320 o C ტემპერატურაზე. SO 2 Cl 2-ის რამდენი პროცენტი იშლება 2 საათის განმავლობაში ამ ტემპერატურაზე შენახვისას? (პასუხი)

2-6. 1 რიგის რეაქციის სიჩქარის მუდმივი

2N 2 O 5 (გ) 4NO 2 (გ) + O 2 (გ)

25 ° C-ზე არის 3.38. 10 -5 წ -1. რამდენია N 2 O 5-ის ნახევარგამოყოფის პერიოდი? როგორი იქნება წნევა სისტემაში ა) 10 წამის შემდეგ, ბ) 10 წთ, თუ საწყისი წნევა იყო 500 მმ Hg. Ხელოვნება. (პასუხი)

2-7. პირველი რიგის რეაქცია ტარდება სხვადასხვა რაოდენობის საწყისი მასალით. გადაიკვეთება კინეტიკური მრუდების საწყისი ნაწილების ტანგენტები x-ღერძის ერთ წერტილში? ახსენით პასუხი (პასუხი)

2-8. პირველი რიგის რეაქცია A 2B მიმდინარეობს გაზის ფაზაში. საწყისი წნევა არის გვ 0 (B აკლია). იპოვეთ მთლიანი წნევის დროზე დამოკიდებულება. რა დროის შემდეგ გაიზრდება წნევა 1,5-ჯერ საწყისთან შედარებით? როგორია ამ დროს რეაქცია? (პასუხი)

2-9. მეორე რიგის რეაქცია 2A B მიმდინარეობს გაზის ფაზაში. საწყისი წნევა არის გვ 0 (B აკლია). იპოვეთ მთლიანი წნევის დროზე დამოკიდებულება. რა დროის შემდეგ შემცირდება წნევა საწყისთან შედარებით 1,5-ჯერ? როგორია ამ დროს რეაქცია? (პასუხი)

2-10. ნივთიერება A შერეული იყო B და C ნივთიერებებთან თანაბარი კონცენტრაციით 1 მოლ/ლ. 1000 წამის შემდეგ რჩება A ნივთიერების 50%. რამდენი A ნივთიერება დარჩება 2000 წამის შემდეგ, თუ რეაქციას აქვს: ა) ნული, ბ) პირველი, გ) მეორე, გ) მესამე ზოგადი რიგი? (პასუხი)

2-11. რომელი რეაქცია - პირველი, მეორე თუ მესამე რიგის - დასრულდება უფრო სწრაფად, თუ ნივთიერების საწყისი კონცენტრაცია არის 1 მოლ/ლ და სიჩქარის ყველა მუდმივი გამოხატული მოლ/ლ და ს-ით არის 1-ის ტოლი? (პასუხი)

2-12. რეაქცია

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

აქვს მეორე რიგის და სიჩქარის მუდმივი კ= 39,1 ლ/(მოლ. წთ) 0-ზე დაახლოებით C. მომზადდა ხსნარი, რომელიც შეიცავდა 0,004 M ნიტროეთანს და 0,005 M NaOH-ს. რამდენი დრო სჭირდება 90% ნიტროეთანის რეაქციას?

2-13. სიჩქარის მუდმივი რეკომბინაციის H+ და FG - (ფენილგლიოქსინატი) იონების UFH მოლეკულაში 298 K არის კ= 10 11,59 ლ/(მოლ. წმ). გამოთვალეთ დრო, რომლის დროსაც რეაქცია გავიდა 99,999%-ით, თუ ორივე იონის საწყისი კონცენტრაცია ტოლია 0,001 მოლ/ლ. (პასუხი)

2-14. ბუტანოლ-1-ის ჰიპოქლორმჟავასთან დაჟანგვის სიჩქარე არ არის დამოკიდებული ალკოჰოლის კონცენტრაციაზე და პროპორციულია 2-ის. რამდენი დრო დასჭირდება ჟანგვის რეაქციას 298 კ ტემპერატურაზე, რომ მიაღწიოს 90%-ს, თუ საწყისი ხსნარი შეიცავდა 0,1 მოლ/ლ HClO და 1 მოლ/ლ სპირტს? რეაქციის სიჩქარის მუდმივია კ= 24 ლ/(მოლ. წთ). (პასუხი)

2-15. გარკვეულ ტემპერატურაზე ეთილის აცეტატის 0,01 M ხსნარი საპონიფიცირებულია 0,002 M NaOH ხსნარით 10%-ით 23 წუთში. რამდენი წუთის შემდეგ მოხდება მისი საპონიფიკაცია იმავე ხარისხით 0,005 M KOH ხსნარით? ჩათვალეთ, რომ ეს რეაქცია მეორე რიგისაა და ტუტეები მთლიანად დაშორებულია.(პასუხი)

2-16. მეორე რიგის რეაქცია A + B P ტარდება ხსნარში საწყისი კონცენტრაციით [A] 0 = 0,050 მოლ/ლ და [B] 0 = 0,080 მოლ/ლ. 1 სთ-ის შემდეგ A ნივთიერების კონცენტრაცია შემცირდა 0,020 მოლ/ლ-მდე. გამოთვალეთ ორივე ნივთიერების სიჩქარის მუდმივი და ნახევარგამოყოფის პერიოდი.

სესია 10 მე-10 კლასი(სწავლის პირველი წელი)

ქიმიური კინეტიკის საფუძვლები. ქიმიური წონასწორობის მდგომარეობის გეგმა

1. ქიმიური კინეტიკა და მისი შესწავლის არეალი.

2. ერთგვაროვანი და ჰეტეროგენული რეაქციების სიჩქარე.

3. რეაქციის სიჩქარის დამოკიდებულება სხვადასხვა ფაქტორებზე: რეაქტიული ნივთიერებების ბუნება, რეაგენტების კონცენტრაცია (მასობრივი მოქმედების კანონი), ტემპერატურა (ვანტ ჰოფის წესი), კატალიზატორი.

4. შექცევადი და შეუქცევადი ქიმიური რეაქციები.

5. ქიმიური წონასწორობა და მისი გადაადგილების პირობები. ლე შატელიეს პრინციპი.

ქიმიის ფილიალს, რომელიც სწავლობს ქიმიური რეაქციების სიჩქარეს და მექანიზმებს, ეწოდება ქიმიური კინეტიკა. ამ განყოფილების ერთ-ერთი მთავარი კონცეფციაა ქიმიური რეაქციის სიჩქარის კონცეფცია. ზოგიერთი ქიმიური რეაქცია მიმდინარეობს თითქმის მყისიერად (მაგალითად, ნეიტრალიზაციის რეაქცია ხსნარში), სხვები ტარდება ათასწლეულების განმავლობაში (მაგალითად, გრაფიტის თიხად გადაქცევა ქანების გაფუჭების დროს).

ერთგვაროვანი რეაქციის სიჩქარე არის ნივთიერების რაოდენობა, რომელიც შედის რეაქციაში ან წარმოიქმნება რეაქციის შედეგად დროის ერთეულზე სისტემის მოცულობის ერთეულზე:

სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ერთგვაროვანი რეაქციის სიჩქარე უდრის ნებისმიერი რეაქტიული ნივთიერების მოლური კონცენტრაციის ცვლილებას დროის ერთეულზე. რეაქციის სიჩქარე დადებითი მნიშვნელობაა, ამიტომ, თუ იგი გამოიხატება რეაქციის პროდუქტის კონცენტრაციის ცვლილებით, იდება "+" ნიშანი, ხოლო როდესაც რეაგენტის კონცენტრაცია იცვლება, ნიშანი არის "-".

ჰეტეროგენული რეაქციის სიჩქარე არის ნივთიერების რაოდენობა, რომელიც შედის რეაქციაში ან წარმოიქმნება რეაქციის შედეგად დროის ერთეულზე ფაზის ზედაპირის ერთეულზე:

ყველაზე მნიშვნელოვანი ფაქტორები, რომლებიც გავლენას ახდენენ ქიმიური რეაქციის სიჩქარეზე, არის რეაგენტების ბუნება და კონცენტრაცია, ტემპერატურა და კატალიზატორის არსებობა.

გავლენა რეაგენტების ბუნებაეს გამოიხატება იმაში, რომ ერთსა და იმავე პირობებში, სხვადასხვა ნივთიერებები ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან სხვადასხვა სიჩქარით, მაგალითად:

მატებასთან ერთად რეაგენტის კონცენტრაციაიზრდება ნაწილაკებს შორის შეჯახების რაოდენობა, რაც იწვევს რეაქციის სიჩქარის ზრდას. რაოდენობრივად, რეაქციის სიჩქარის დამოკიდებულება რეაგენტების კონცენტრაციაზე გამოიხატება მოქმედების კანონით u s u s u s და s-ში (K.M. Guldberg and P. Waage, 1867; N.I. Beketov, 1865). ერთგვაროვანი ქიმიური რეაქციის სიჩქარე მუდმივ ტემპერატურაზე პირდაპირპროპორციულია რეაგენტების კონცენტრაციის პროდუქტის სიმძლავრეზე, რომელიც ტოლია მათი სტექიომეტრიული კოეფიციენტების (მყარი ნივთიერებების კონცენტრაცია არ არის გათვალისწინებული), მაგალითად:

სადაც A და B არის აირები ან სითხეები, კ-რეაქციის სიჩქარის მუდმივი, ტოლია რეაქციის სიჩქარის კონცენტრაციით 1 მოლ/ლ. მუდმივი კდამოკიდებულია რეაგენტების თვისებებზე და ტემპერატურაზე, მაგრამ არ არის დამოკიდებული ნივთიერებების კონცენტრაციაზე.

რეაქციის სიჩქარის დამოკიდებულება ტემპერატურააღწერილია ვან ტ-გოფის (1884) ექსპერიმენტული წესით. ტემპერატურის 10 ° -ით მატებასთან ერთად, უმეტესი ქიმიური რეაქციების სიჩქარე იზრდება 2-4-ჯერ:

სად არის ტემპერატურის კოეფიციენტი.

კატალიზატორინივთიერებას ეწოდება ნივთიერება, რომელიც ცვლის ქიმიური რეაქციის სიჩქარეს, მაგრამ არ მოიხმარება ამ რეაქციის შედეგად. არსებობს დადებითი კატალიზატორები (სპეციფიკური და უნივერსალური), უარყოფითი (ინჰიბიტორები) და ბიოლოგიური (ფერმენტები, ანუ ფერმენტები). რეაქციის სიჩქარის ცვლილება კატალიზატორების არსებობისას ე.წ კატალიზი. განასხვავებენ ჰომოგენურ და ჰეტეროგენულ კატალიზს. თუ რეაქტიული ნივთიერებები და კატალიზატორი აგრეგაციის ერთსა და იმავე მდგომარეობაში არიან, კატალიზი ერთგვაროვანია; სხვადასხვაში - ჰეტეროგენული.

ჰომოგენური კატალიზი:

ჰეტეროგენული კატალიზი:

კატალიზატორების მოქმედების მექანიზმი ძალიან რთულია და ბოლომდე არ არის გასაგები. არსებობს ჰიპოთეზა რეაგენტსა და კატალიზატორს შორის შუალედური ნაერთების წარმოქმნის შესახებ:

A + კატა. ,

AB-ში + კატა.

კატალიზატორების მოქმედების გასაძლიერებლად გამოიყენება პრომოტორები; ასევე არსებობს კატალიზური შხამები, რომლებიც ასუსტებენ კატალიზატორების მოქმედებას.

ჰეტეროგენული რეაქციის სიჩქარეზე გავლენას ახდენს ინტერფეისის ზომა(ნივთიერების სისუფთავის ხარისხი) და რეაგენტების მიწოდების სიჩქარე და რეაქციის პროდუქტების ინტერფეისიდან ამოღება.

ყველა ქიმიური რეაქცია იყოფა ორ ტიპად: შექცევად და შეუქცევად.

შეუქცევადია ქიმიური რეაქციები, რომლებიც მხოლოდ ერთი მიმართულებით მიმდინარეობს., ე.ი. ამ რეაქციების პროდუქტები არ ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან და წარმოქმნიან საწყისი მასალებს. რეაქციის შეუქცევადობის პირობებია ნალექის, გაზის ან სუსტი ელექტროლიტის წარმოქმნა. Მაგალითად:

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.

შექცევადია რეაქციები, რომლებიც ერთდროულად ხდება წინა და საპირისპირო მიმართულებით., Მაგალითად:

როდესაც ხდება შექცევადი ქიმიური რეაქცია, პირდაპირი რეაქციის სიჩქარეს თავდაპირველად აქვს მაქსიმალური მნიშვნელობა, შემდეგ კი მცირდება საწყისი ნივთიერებების კონცენტრაციის შემცირების გამო. საპირისპირო რეაქცია, პირიქით, დროის საწყის მომენტში აქვს მინიმალური სიჩქარე, რომელიც თანდათან იზრდება. ამრიგად, დროის გარკვეულ მომენტში, ქიმიური წონასწორობის მდგომარეობარომლის დროსაც წინა რეაქციის სიჩქარე უდრის საპირისპირო რეაქციის სიჩქარეს. ქიმიური წონასწორობის მდგომარეობა დინამიურია - როგორც წინა, ასევე საპირისპირო რეაქციები გრძელდება, მაგრამ რადგან მათი სიჩქარე თანაბარია, რეაქციის სისტემაში ყველა ნივთიერების კონცენტრაცია არ იცვლება. ამ კონცენტრაციებს წონასწორობა ეწოდება.

წინა და საპირისპირო რეაქციების სიჩქარის მუდმივების თანაფარდობა არის მუდმივი და ეწოდება წონასწორობის მუდმივი ( TO რ ) . მყარი ნივთიერებების კონცენტრაციები არ შედის წონასწორობის მუდმივის გამოხატულებაში. რეაქციის წონასწორობის მუდმივი დამოკიდებულია ტემპერატურაზე და წნევაზე, მაგრამ არ არის დამოკიდებული რეაქტიული ნივთიერებების კონცენტრაციაზე და კატალიზატორის არსებობაზე, რომელიც აჩქარებს როგორც წინა, ასევე საპირისპირო რეაქციებს. Უფრო TO p, რაც უფრო მაღალია რეაქციის პროდუქტების პრაქტიკული გამოსავალი. თუ TO p > 1, მაშინ სისტემაში ჭარბობს რეაქციის პროდუქტები; თუ TOრ< 1, в системе преобладают реагенты.

ქიმიური წონასწორობა მოძრავია, ე.ი. როდესაც გარე პირობები იცვლება, წინა ან საპირისპირო რეაქციის სიჩქარე შეიძლება გაიზარდოს. წონასწორობის ცვლის მიმართულებას განსაზღვრავს ფრანგი მეცნიერის ლე შატელიეს მიერ 1884 წელს ჩამოყალიბებული პრინციპი. თუ წონასწორობის სისტემაზე ამოქმედდება გარეგანი გავლენა, მაშინ წონასწორობა გადადის იმ რეაქციისკენ, რომელიც ეწინააღმდეგება ამ გავლენას. წონასწორობის ცვლილება გავლენას ახდენს რეაგენტების კონცენტრაციის, ტემპერატურისა და წნევის ცვლილებებზე.

რეაქტიული ნივთიერებების კონცენტრაციის მატება და პროდუქტების ამოღება იწვევს წონასწორობის ცვლილებას პირდაპირი რეაქციისკენ.

როდესაც სისტემა თბება, წონასწორობა გადადის ენდოთერმული რეაქციისკენ, ხოლო გაციებისას ის გადადის ეგზოთერმული რეაქციისკენ.

აირისებრი ნივთიერებების შემცველი რეაქციებისთვის, წნევის მატება ცვლის წონასწორობას რეაქციის მიმართულებით, რომელიც მიმდინარეობს გაზის მოლეკულების რაოდენობის შემცირებით. თუ რეაქცია მიმდინარეობს აირისებრი ნივთიერებების მოლეკულების რაოდენობის შეცვლის გარეშე, მაშინ წნევის ცვლილება არანაირად არ იმოქმედებს წონასწორობის ცვლილებაზე.