Zadaci iz hemijske kinetike

S obzirom na to da je nedavno postavljen tekst u vezi sa hemijskom kinetikom, vreme je i da se reše nedoumice u vezi sa zadacima iz ove oblasti. Oni se prvenstveno odnose na srednjoškolce koji vežbaju za takmičenje, ali svako je dobrodošao da predloži rešenje. Uzimajući činjenicu da srednjoškolci imaju i više nego dovoljno zbirki i zadataka da vežbaju, zadaci neće biti iz dostupnih zbirki. Svako je dobrodošao da predloži rešenje, a posle izvesnog vremenskog perioda biće postavljena tačna rešenja sa obrazloženjima.

ZADACI

1. Razlaganje A da nagradi B može se napisati kao A → B. Ako je početna koncentracija A 0,012 M, brzina je 0,0018 M min^-1 a kad je ona 0,024 M, brzina je 0,0036 M min^-1.
(a) Napisati obrazac za izračunavanje brzine ove reakcije.
(b) Ako je aktivaciona energija 268 kJ/mol na 660 K a konstanta brzine 8,1*10^-3 sec^-1, kolika je konstanta brzine na 690 K?
Principles of Chemical Kinetics, James E. House
***
2. Koji je obrazac za izračunavanje brzine za reakciju A + 2B → C, ako su dobijeni sledeći podaci:
[A]₀ [mol/L] - 0,20 - 0,40 - 0,80
[B]₀ [mol/L] - 0,10 - 0,30 - 0,30
v [mol/Lmin] - 300 - 3600 - 14400 (- označava kolonu u tabeli)?
US National Chemistry Olympiad
***
3. Konstanta raspada azot(V)-oksida (g) na izvesnoj temperaturi je 1,70*10^-5 sec^-1. (a) Ako je početna koncentracija oksida 0,200 mol/l, koliko će vremena biti potrebno da ona padne na 0,175 mol/l?
(b) Kolika će biti koncentracija oksida posle 16 sati reakcije?
Principles of Chemical Kinetics, James E. House
***
4. Konstanta reakcije na 100^oC je četvorostruko veća od one za istu reakciju na 50^oC. Koliko iznosi aktivaciona energija za ovu reakciju?
US National Chemistry Olympiad
***
5. Pod izvesnim uslovima ugljenik(II)-oksid reaguje sa azot(IV)-oksidom dajući azot(II)-oksid i ugljenik(IV)-oksid. Ukoliko je poznato da se reakcija odvija u jednom koraku, koje jedinice odgovaraju konstanti brzine ove reakcije - k?
US National Chemistry Olympiad
***
6. Konstante brzine određene reakcije variraju sa temperaturom na sledeći način:
t [^oC] ------------ 25 - 35 -- 45 ---- 55 --- 65
10⁵*k [sec^-1] - 1,7 - 6,9 - 24,7 - 78,1 - 245
Odredite aktivacionu energiju i preeksponentni faktor za ovu reakciju.
Principles of Chemical Kinetics, James E. House
***
7. Za reakciju Cl + H₂ → HCl + H, vrednost za lnA odnosno E_a su 10,9 l/mol odnosno 23 kJ/mol. Odredite konstantu brzine ove reakcije na 60^oC.
Principles of Chemical Kinetics, James E. House
***
8. Brzina reakcije hlora sa tečnim ugljovodonikom se može ubrzati na svaki od sledećih načina izuzev jednog. Koji je način neefikasan?
(a) Korišćenje UV svetla radi disocijacije Cl₂.
(b) Povećanje temperature pri konstantnom pritisku.
(c) Deljenje tečnosti u sitne kapi.
(d) Udvostručenje pritiska pomoću dodatka He gasa.
US National Chemistry Olympiad
***
9. Moguć mehanizam za razlaganje ozona u kiseonik u višim slojevima atmosfere je:
O₃(g) ⇄ O₂(g) + O(g) (brz ekvilibrijum)
O(g) + O₃(g) ⇄ 2O₂(g) (spor).
Koji obrazac po Zakonu o dejstvu masa je u skladu sa ovim mehanizmom?
US National Chemistry Olympiad
***
10. Ako je reakcija A → B drugog reda, koji grafik će dati pravu liniju toka reakcije (odrediti vrednost apscise i ordinate)?
US National Chemistry Olympiad
***

REŠENJA
1. v=k[A]; 67,72*10^-3 sec^-1
2. v=[A]₂[B]
3. 130,9 min; 0,075 M
4. 27,73 kJ
5. mol^-1 s^-1
6. E_a=106,8 kJ/mol i A=8,94*10²³
7. 6502,9 mol^-1 s^-1
8. D
9. v=[O₃]²[O]^-1
10. apscisa t, ordinata 1/[A]

Za pitanja i pojašnjavanje kontaktirati korisnika y-deck.