Zadanie 6. (0–2)

2025 Kinetyka i statyka chemiczna. Energetyka reakcji chemicznych › Szybkość reakcji Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Oblicz Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Treść

Informacja do zadań 6.–8.

W poniższej tabeli podano wartości entalpii (w temperaturze 298 K) trzech przemian:

  1. syntezy tlenku azotu(II)
  2. syntezy tlenku azotu(IV)
  3. syntezy amoniaku.
PrzemianaRównanie przemianyΔH°, kJ
1.$\ce{N2(g) + O2(g) <=> 2NO(g)}$+182,52
2.$\ce{2NO(g) + O2(g) <=> 2NO2(g)}$−114,14
3.$\ce{N2(g) + 3H2(g) <=> 2NH3(g)}$−91,88

Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.

W celu wyznaczenia równania kinetycznego przemiany 2. przeprowadzono w temperaturze T doświadczenia I–III. Wartości stężeń początkowych obu substratów oraz odpowiadające im wartości szybkości początkowych zestawiono w tabeli.

Stężenie początkowe, mol·dm−3Szybkość początkowa, mol·dm−3·s−1
NOO2
I0,0120,0200,102
II0,0240,0200,408
III0,0240,0400,816

Na podstawie: L. Jones, P. Atkins, Chemia ogólna, Warszawa 2006.

a)

Na podstawie danych z tabeli uzupełnij równanie kinetyczne opisanej przemiany. Wpisz wartości wykładników w wyznaczone miejsca.

Równanie kinetyczne: $v = k \cdot c_{\text{NO}}$ $\cdot\ c_{\text{O}_2}$

b)

Spośród podanych odpowiedzi wybierz poprawną wartość stałej szybkości reakcji k w temperaturze T oraz właściwą jednostkę. Zaznacz A, B albo C oraz 1, 2 albo 3.

  • A. $3{,}5 \cdot 10^3$
  • B. $3{,}5 \cdot 10^4$
  • C. $3{,}5 \cdot 10^5$
  • 1. $\text{dm}^6 \cdot \text{mol}^{-2} \cdot \text{s}^{-1}$
  • 2. $\text{dm}^3 \cdot \text{mol}^{-1} \cdot \text{s}^{-1}$
  • 3. $\text{dm}^{-6} \cdot \text{mol}^{-2} \cdot \text{s}^{-1}$
Pokaż odpowiedź
Wymagania określone w podstawie programowej
Wymaganie ogólne
II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Zdający: 5) wykorzystuje wiedzę i dostępne informacje do rozwiązywania problemów chemicznych […]; 7) wykonuje obliczenia dotyczące praw chemicznych.
Wymaganie szczegółowe
IV. Kinetyka i statyka chemiczna. Energetyka reakcji chemicznych. Zdający: 1) definiuje i oblicza szybkość reakcji […]; 2) przewiduje wpływ: stężenia […] substratów […] na szybkość reakcji […]; 3) […] na podstawie danych doświadczalnych ilustrujących związek między stężeniem substratu a szybkością reakcji […] pisze równanie kinetyczne.

Zasady oceniania 2 pkt – poprawne uzupełnienie równania kinetycznego oraz poprawne zaznaczenie wartości stałej szybkości reakcji i właściwej jednostki. 1 pkt – poprawne uzupełnienie równania kinetycznego oraz błędne zaznaczenie wartości stałej szybkości reakcji albo błędnej jednostki. ALBO – błędne uzupełnienie równania kinetycznego albo brak uzupełnienia oraz poprawne zaznaczenie wartości stałej szybkości reakcji i właściwej jednostki. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.

Rozwiązanie

a)

Równanie kinetyczne: $v = k \cdot c_{\text{NO}}$2 $\cdot\ c_{\text{O}_2}$1

(rząd reakcji względem NO wyznaczony z doświadczeń I i II: stężenie NO rośnie 2×, szybkość rośnie 4× = 22; rząd reakcji względem O2 wyznaczony z doświadczeń II i III: stężenie O2 rośnie 2×, szybkość rośnie 2× = 21.)

b)

  • A. $3{,}5 \cdot 10^3$
  • B. $3{,}5 \cdot 10^4$
  • C. $3{,}5 \cdot 10^5$
  • 1. $\text{dm}^6 \cdot \text{mol}^{-2} \cdot \text{s}^{-1}$
  • 2. $\text{dm}^3 \cdot \text{mol}^{-1} \cdot \text{s}^{-1}$
  • 3. $\text{dm}^{-6} \cdot \text{mol}^{-2} \cdot \text{s}^{-1}$

$k = \dfrac{v}{c_{\text{NO}}^2 \cdot c_{\text{O}_2}} = \dfrac{0{,}102}{(0{,}012)^2 \cdot 0{,}020} \approx 3{,}5 \cdot 10^4\ \text{dm}^6 \cdot \text{mol}^{-2} \cdot \text{s}^{-1}$

Podaj imię i e-mail, żeby zapisywać swoje odpowiedzi: