IV Kinetyka chemiczna
1. Pewien pierwiastek promieniotwórczy w ciągu 90 minut ulega rozpadowi w 20%. Ile wynosi okres połowicznego rozpadu tego pierwiastka.
2. W wyniku rozpadu izotopu 88Ra powstaje 86Rn, którego okres połowicznej przemiany wynosi 3,825. Obliczyć stałą szybkości rozpadu promieniotwórczego radonu.
3. Okres połowicznej przemiany dla rozpadu promieniotwórczego izotopu sodu 11Na wynosi 14,8 h. Po jakim czasie ulegnie rozpadowi a) 90% i b) 99,9%.
4. W początkowym momencie reakcji trzeciego rzędu 2A + B = C stężenie substancji A wynosi CA=4 mol/dm3, stężenie B równe CB=2 mol/dm3, a stała szybkości reakcji ma wartość k=0,8. Jaka jest szybkość reakcji w momencie początkowym? Jaka jest szybkość reakcji w chwili, gdy stężenie CA zmaleje o 0,5 mol/dm3.
5. Rozkład pewnej substancji w określonej temperaturze przebiega według reakcji pierwszego rzędu; w odstępach czasu oznaczono stężenie reagującej substancji i uzyskano następujące wyniki:
t (min) |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
C (mol/dm3) |
2 |
1,86 |
1,73 |
1,62 |
1,52 |
Obliczyć stałą szybkości reakcji oraz szybkość reakcji w czasach odpowiadającym podanym stężeniom.
6. W reakcji estryfikacji biorą udział 3 mole alkoholu etylowego i jeden mol kwasu octowego. Ile wynoszą liczby moli czterech reagentów w stanie równowagi, jeżeli stała równowagi w temperaturze pomiaru posiada wartość Kc=4
7. Ogrzano 2,94 mola jodu i 8,10 mola wodoru do stanu równowagi w 448oC i oznaczono, że powstało 5,64 mola jodowodoru. Obliczyć stałą równowagi tworzenia jodowodoru.
8. Stała szybkości pewnej reakcji wynosi 2,37 w temperaturze 9,4oC i 3,204 w temperaturze 14,4 oC. Jaka jest energia aktywacji tej reakcji w podanym zakresie temperatur. Obliczyć stałą szybkości reakcji w 12oC.
9. Pewna reakcja w temperaturze 25oC przebiega do końca w czasie 100 minut. Obliczyć w jakiej temperaturze będzie ona wymagała do całkowitego przebiegu czasu 20 minut. Temperaturowy współczynnik reakcji przyjąć równy 3.
10. Reakcja przebiega według równania: A + B = C + D i stała równowagi w pewnej temperaturze wynosi 3*10-2. Obliczyć stężenie substancji B w stanie równowagi, jeżeli pozostałe równowagowe stężenia mają wartości: A=0,5 mol/dm3, C=0,2 mol/dm3, D=0,1 mol/dm3.
11. Obliczyć skład mieszaniny reagentów (w % objętościowych) w stanie równowagi reakcji C + O2 = CO2 w temperaturze 1300oC, jeżeli stała równowagi wynosi 0,289.
12. Mieszaninę 10,1 mol CO2 i 89,9 mola H2 ogrzewano w pewnej temperaturze. Po osiągnięciu stanu równowagi reakcji CO2+H2=CO+H2O, stwierdzono w mieszaninie: CO2=0,68 mol, H2=80,52 mol i po 9,4 mola CO i H2O (w stanie pary). Obliczyć stałą równowagi w tej temperaturze.
13. Obliczyć stałą równowagi estryfikacji alkoholu etylowego i kwasu octowego, jeżeli stężenia początkowe są następujące: alkohol etylowy 1 mol/dm3, kwas octowy 1 mol/dm3, a w stanie równowagi powstało po 0,66 mol/dm3 estru i wody.
14. Zmieszano 3 mole estru kwasu octowego z 5 molami wody i 1 molem kwasu. Ile moli alkoholu powstało w stanie równowagi , jeżeli stała równowagi K=4.
15. W stanie równowagi reakcji N2+3H2=2NH3 znaleziono następujące stężenia reagentów: N2 = 0,3 mol/dm3, H2 = 0,9 mol/dm3, i NH3 = 0,4 mol/dm3. Obliczyć stałą równowagi reakcji i początkowe stężenia azotu i wodoru.
16. Stała szybkości dysocjacji termicznej podtlenku azotu N2O = N2 + 1/2O2 w temperaturze 900oC równa się 5*10-4. Początkowe stężenie N2O wynosi 3 mole/dm3. Obliczyć początkową szybkość reakcji oraz szybkość w momencie gdy przereaguje 78% N2O.
17. Podczas ogrzania w stałej objętości par dimetyloeteru zachodzi nieodwracalna reakcja rozkładu tej substancji:
CH3-O-CH3 = CH4 + CO + H2
Oblicz stałą szybkości reakcji na podstawie zmierzonych zmian całkowitego ciśnienia mieszaniny reakcyjnej w funkcji czasu:
t (min) |
0 |
0,5 |
0,7 |
pc 10-5 (Pa) |
0,600 |
1,061 |
1,192 |
18. W wyniku drugorzędowej, nieodwracalnej reakcji formaldehydu z nadtlenkiem wodoru powstaje kwas mrówkowy:
HCHO + H2O2 = HCOOH + H2O
Po zmieszaniu w temperaturze 333 K równych objętości jednomolowych roztworów HCHO i H2O2, stężenie kwasu mrówkowego po 2 h osiąga wartość 0,215 mol/dm3. Obliczyć stałą szybkości tej reakcji, przebiegającej praktycznie do końca i określić, po jakim czasie przereaguje 90 % substratów.
19. Roztwór octanu etylu o stężeniu 0,01 mol/dm3 jest w pewnej temperaturze zmydlany za pomocą 0,002 molowego roztworu NaOH. Po 23 minutach uległo zmydleniu 10 % estru. Po ilu minutach zmydlenie nastąpi w takim samym stopniu za pomocą 0,005-molowego roztworu KOH, jeśli reakcja zmydlania estru jest drugiego rzędu, a zasady są w pełni zdysocjowane?