Zadania dotyczące kinetyki reakcji chemicznych
1. Cząsteczka A reaguje jednostopniowo z dwoma cząsteczkami B tworząc związek AB2. Napisz
równanie kinetyczne tej reakcji. Oblicz wartość stałej szybkości reakcji jeŜeli początkowa
szybkość reakcji powstawania AB2 wynosi 2.10-5 mol/l • s-1, a początkowe stęŜenia [A] i [B]
wynoszą 0,3 mol/l.
2. Reakcja rozkładu substancji A przebiega wg równania: A → B + C z szybkością ν = k • [A].
StęŜenie początkowe substancji [A] wynosiło 0,5 mol/l, a stała szybkości reakcji k = 0,4 s-1.
Oblicz szybkość reakcji ( ν): w momencie jej rozpoczęcia po upływie pewnego czasu, gdy
stęŜenie substancji [A] zmniejszyło się o 0,2 mol/l
3. Jak zmienią się szybkości przebiegającej w obu kierunkach reakcji:
2 NO(g) + 02(g)
2N02(g) po dwukrotnym zwiększeniu stęŜeń substancji reagujących?
4. Jak zmieni się szybkość reakcji syntezy amoniaku
N2 (g) + 3 H2 (g)
2 NH3 (g), jeŜeli ciśnienie N2 i H2 wzrośnie dwukrotnie?
5. Reakcja rozkładu tlenku węgla przebiega wg równania:
2 CO (g)
C (s) + CO2 (g). W układzie zamkniętym w określonych warunkach ciśnienia i
temperatury ustala się stan równowagi przy następujących stęŜeniach reagentów:
[CO] = 2 mo/I, [CO2] = 3 mol/l. Obliczyć wartość stałej równowagi K.
6. W stanie równowagi w temp. 425°C dla reakcji H 2 (g) + 12 (g) l2
2 HI (g) stęŜenia
reagentów są następujące: [H2] = 1,83 mol/l, [l2] = 3,13 mol/l , [HI] = 17,67 mol/l.
a) Oblicz stałą równowagi K
Zadania uzupełniające
1. Obliczyć stęŜenie jonów wodorowych i pH w 0,1 mol/l roztworach wodnych CH3COONH4
i NH4CN. Podaj i uzasadnij odczyn w roztworach tych soli.
( K CH3COOH = 1,8 • 10-5, K NH3 = 1,8 • 10-5, K HCN = 7,2 • 10-10)
2. Napisz dwa etapy reakcji protolitycznych jonu siarczanowego(IV) w 0,25 molowym roztworze
wodnym siarczanu(IV) sodu. Oblicz dla obu etapów reakcji stałą i stopień hydrolizy
(K1 = 1,58 • 10-2, K2 = 6,31 • 10-8). Stopień hydrolizy oblicz w procentach porównaj otrzymany wynik w obu etapach reakcji.
3. Obliczyć stęŜenie jonów wodorowych i pH w roztworze buforowym zawierającym w 200 ml
0,04 g kwasu octowego i 0,04 g octanu potasu.
4. Ile gramów octanu sodu naleŜy dodać do 1 mi 0,1 mol/l roztworu kwasu octowego aby
otrzymać roztwór buforowy o pH = 5,00. Stała dysocjacji kwasu octowego K = 1,75 • 10-5.
ZałoŜyć całkowitą dysocjację octanu sodu.
5. Obliczyć stęŜenie jonów wodorowych i pH w 0,01 mol/l roztworze HCOOH oraz po dodaniu
0,02 mola HCOONa ( K HA = 1,8 • 10-4). Objętość roztworu wynosi 1 litr.
a) Oblicz w stanie równowagi stęŜenie jodu, jeśli stęŜenia wodoru i jodowodoru wynoszą
odpowiednio: [H2] = 0,4 • 10-3 mol/l, [HI] = 3,53 • 10-3 mol/l
b) Oblicz w stanie równowagi stęŜenie jodowodoru jeśli stęŜenia wodoru i jodu wynoszą:
[H2] = 2,24 • 10-3 mol/l, [b] = 2,23 • 10-3 mol/l
6. W
stanie
równowagi
układu:
N2
(g)
+
3
H2
(g)
2
NH3
(g)
stęŜenia wynosiły [N2] = 3 mol/l, [H2] = 9 mol/l, [NH3] = 4 mol/l. Oblicz stęŜenia początkowe:
azotu i wodoru.
7. Podana jest reakcja: C (s) + O2 (g)
CO2 (g). Oblicz stałą równowagi K jeŜeli stęŜenia
substancji w stanie równowagi wynoszą [O2] = 0,02 mol/l, [CO2] = 0,04 mol/l. Jak zmieni się
stęŜenie ditlenku węgla w stanie równowagi jeŜeli stęŜenie tlenu:
a) dwukrotnie wzrośnie
b) dwukrotnie zmaleje?
8. W pewnym momencie zachodzenia reakcji: A + 2 B → C stęŜenia wynosiły:
[A] = 2 mol/l, [B] = 4 mol/l. Ile razy zmaleje szybkość reakcji określona równaniem:
ν = k • [A] [B]2 do momentu, w którym stęŜenie [A] zmniejszy się do 0,5 mol/l?
9. W zamkniętym naczyniu umieszczono 2 mol/l CO2 i 8 mol/l H2. Po ogrzaniu do temperatury
ok. 800°C ustaliła si ę równowaga:
a) CO2 (g)+ H2 (g)
CO (g) + H2O (g) (K = 1). Oblicz stęŜenie kaŜdego gazu w stanie
równowagi.
10. Stała równowagi reakcji H2 (g) + CO2 (g)
H2O (g) + CO (g) wynosi:
K = 1,6 w temperaturze ok. 700°C. Obliczyć stęŜenia równowagowe reagentów, gdy zmieszano po 0,5 mol/l wszystkich składników.
11. Do naczynia o pojemności 1 litra wprowadzono w temp. 490°C dwa mole HI. J akie będą
stęŜenia wodoru i jodu w stanie równowagi, K = 45,9.
12. Do naczynia o pojemności 1 litra wprowadzono 1 mol H2, 2 mole 12 i 3 mole HI. Jakie będą
stęŜenia poszczególnych substancji w stanie równowagi w temp. 490°C (K = 45,9).
13. Reakcję SO2 + NO2
SO3 + NO doprowadzono do stanu równowagi w pewnej
temperaturze. Dokonano analizy układu i stwierdzono, Ŝe równowagowe stęŜenia wynoszą:
[SO3] = 6 moli/l [NO] = 4 mole/l [SO2] = 8 moli/I [NO2] = 1 mol/l . Następnie nie zmieniając temperatury układu ani jego objętości dodano doń pewna ilość tlenku azotu(II). Gdy układ
wrócił do stanu równowagi stwierdzono, Ŝe stęŜenie [NO2] wynosi 3 mole/l. Obliczyć ilość
tlenku azotu, którą dodano aby uzyskać takie przesunięcie równowagi.