Problème 325.
Trouvez la valeur de la constante de vitesse pour la réaction A + B ⇒ AB, si à des concentrations de substances A et B égales respectivement à 0,05 et 0,01 mol/l, la vitesse de réaction est de 5 . 10 -5 mol/(l.min).
Solution:
Vitesseréaction chimique exprimé par l'équation :

v- ,k- vitesse de réaction constante

Répondre: 0,1/mole. min.

Problème 326.
Combien de fois la vitesse de la réaction 2A + B ⇒ A 2 B changera-t-elle si la concentration de la substance A est augmentée de 2 fois et la concentration de la substance B est diminuée de 2 fois ?
Solution:

v- ,k- vitesse de réaction constante, [A] et [B] – concentrations des substances de départ.

En raison d'une augmentation de la concentration de la substance A de 2 fois et d'une diminution de la concentration de la substance B de 2 fois, la vitesse de réaction sera exprimée par l'équation :

En comparant les expressions de v et v", nous constatons que la vitesse de réaction a augmenté de 2 fois.

Répondre: augmenté de 2 fois.

Problème 327.
Combien de fois la concentration de substance B 2 dans le système doit-elle être augmentée ?
2A 2(g) + B 2(g) = 2A 2 B, de sorte que lorsque la concentration de la substance A diminue de 4 fois, la vitesse de la réaction directe ne change pas ?
Solution:
La concentration de la substance A a été réduite de 4 fois. Nous désignons le changement de concentration de la substance B par X. Ensuite, avant que la concentration de la substance A ne change, la vitesse de réaction peut être exprimée par l'équation :

v- ,k- vitesse de réaction constante, [A] et [B] – concentrations des substances de départ.
Après avoir modifié la concentration de la substance A 2, la vitesse de réaction sera exprimée par l'équation :

Selon les conditions du problème, v = v" ou

Ainsi, il est nécessaire d'augmenter la concentration de substance B 2 dans le système 2A 2 (g) + B 2 (g) = 2A 2 B de 16 fois, de sorte que lorsque la concentration de substance A 2 diminue de 4 fois, la la vitesse de la réaction directe ne change pas.

Répondre: 16 fois.

Problème 328.
Deux récipients de même capacité sont introduits : dans le premier - 1 mole de gaz A et 2 moles de gaz B, dans le second - 2 moles de gaz A et 1 mole de gaz B. La température dans les deux récipients est la même. La vitesse de réaction entre les gaz A et B dans ces récipients sera-t-elle différente si la vitesse de réaction est exprimée par : a) équation b) équation
Solution:
a) Si la vitesse de réaction est exprimée par l'équation, alors, en tenant compte des concentrations de substances A et B dans les récipients, nous écrivons les expressions des vitesses de réaction pour les récipients :

Ainsi,

b) Si la vitesse de réaction est exprimée par l'équation, alors, en tenant compte des concentrations de substances A et B dans les récipients, nous écrivons les expressions des vitesses de réaction pour les récipients :

Ainsi,

Répondre: a) non, b) oui.

Problème 329.
Quelque temps après le début de la réaction 3A+B ⇒ Les concentrations de substances 2C+D étaient : [A] = 0,03 mol/l ; [B] = 0,01 mole/l ; [C] = 0,008 mole/l. Quelles sont les concentrations initiales des substances A et B ?

Solution:
Pour trouver les concentrations des substances A et B, on tient compte du fait que, selon l'équation de réaction, à partir de 3 moles de substance A et 1 mole de substance B, il se forme 1 mole de substance C. Puisque, selon les conditions de le problème, 0,008 moles de substance C se sont formées dans chaque litre du système, puis il a été consommé 0,012 moles de substance A (3/2 . 0,008 = 0,012) et 0,004 mole de substance B (1/2 . 0,008 = 0,004). Ainsi, les concentrations initiales des substances A et B seront égales :

[A] 0 = 0,03 + 0,012 = 0,042 mol/l ;
[B] 0 = 0,01 + 0,004 = 0,014 mol/l.

Répondre:[A] 0 = 0,042 mole/l ; [B] 0 = 0,014 mole/l.

Problème 330.
Dans le système CO + C1 2 = COC1 2, la concentration a été augmentée de 0,03 à 0,12 mol/l, et la concentration en chlore de 0,02 à 0,06 mol/l. Combien de fois le taux de réaction directe a-t-il augmenté ?
Solution:
Avant que la concentration ne change, la vitesse de réaction peut être exprimée par l'équation :

v est la vitesse de réaction, k est la constante de vitesse de réaction, [CO] et sont les concentrations des substances de départ.

Après augmentation de la concentration des réactifs, la vitesse de réaction est :

Calculons combien de fois la vitesse de réaction a augmenté :

Répondre: 12 fois.

LEÇON 10 10e année(première année d'études)

Fondamentaux de la cinétique chimique. Plan d’état d’équilibre chimique

1. Cinétique chimique et domaine de son étude.

2. Taux de réactions homogènes et hétérogènes.

3. Dépendance de la vitesse de réaction sur divers facteurs : la nature des réactifs, la concentration des réactifs (loi d'action de masse), la température (règle de Van't Hoff), le catalyseur.

4. Réactions chimiques réversibles et irréversibles.

5. Équilibre chimique et conditions de son déplacement. Le principe du Chatelier.

La branche de la chimie qui étudie les vitesses et les mécanismes des réactions chimiques est appelée cinétique chimique. L’un des concepts principaux de cette section est celui de la vitesse d’une réaction chimique. Certaines réactions chimiques se produisent presque instantanément (par exemple, une réaction de neutralisation en solution), d'autres prennent des milliers d'années (par exemple, la transformation du graphite en argile lors de l'altération des roches).

Vitesse réaction homogène est la quantité d'une substance qui réagit ou se forme à la suite d'une réaction par unité de temps par unité de volume du système :

En d’autres termes, la vitesse d’une réaction homogène est égale à la variation de la concentration molaire de l’un des réactifs par unité de temps. La vitesse de réaction est une quantité positive, par conséquent, lorsqu'elle est exprimée par un changement dans la concentration du produit de réaction, un signe « + » est donné, et lorsque la concentration du réactif change, un signe « – » est donné.

La vitesse d'une réaction hétérogène est la quantité de substance qui réagit ou se forme à la suite d'une réaction par unité de temps par unité de surface de la phase :

Les facteurs les plus importants influençant la vitesse d'une réaction chimique sont la nature et la concentration des réactifs, la température et la présence d'un catalyseur.

Influence nature des réactifs se manifeste par le fait que, dans les mêmes conditions, différentes substances interagissent entre elles à des rythmes différents, par exemple :

En augmentant concentrations de réactifs le nombre de collisions entre particules augmente, ce qui entraîne une augmentation de la vitesse de réaction. La dépendance quantitative de la vitesse de réaction sur la concentration des réactifs est exprimée par la loi de la masse effective (K.M. Guldberg et P. Waage, 1867 ; N.I. Beketov, 1865). La vitesse d'une réaction chimique homogène à température constante est directement proportionnelle au produit de la concentration des substances en réaction dans des puissances égales à leurs coefficients stoechiométriques (concentration solides ne sont pas pris en compte), par exemple :

où A et B sont des gaz ou des liquides, k- vitesse de réaction constante égale à la vitesse de réaction à une concentration de réactif de 1 mol/l. Constante k dépend des propriétés des substances en réaction et de la température, mais ne dépend pas de la concentration des substances.

Dépendance de la vitesse de réaction sur température est décrite par la règle expérimentale de Van t-Goff (1884). Lorsque la température augmente de 10°, la vitesse de la plupart des réactions chimiques augmente de 2 à 4 fois :

où est le coefficient de température.

Catalyseur est une substance qui modifie la vitesse d’une réaction chimique, mais qui n’est pas consommée à la suite de cette réaction. Il existe des catalyseurs positifs (spécifiques et universels), négatifs (inhibiteurs) et biologiques (enzymes, ou enzymes). La variation de la vitesse de réaction en présence de catalyseurs est appelée catalyse. Il existe des catalyses homogènes et hétérogènes. Si les réactifs et le catalyseur sont dans le même état d'agrégation, la catalyse est homogène ; dans différents – ​​hétérogènes.

Catalyse homogène :

catalyse hétérogène :

Le mécanisme d’action des catalyseurs est très complexe et mal compris. Il existe une hypothèse sur la formation de composés intermédiaires entre le réactif et le catalyseur :

Un chat +. ,

B AB + cat.

Les promoteurs sont utilisés pour renforcer l'action des catalyseurs ; Il existe également des poisons catalytiques qui affaiblissent l'effet des catalyseurs.

La vitesse d'une réaction hétérogène est affectée par zone interfaciale(le degré de broyage de la substance) et le taux d'alimentation en réactifs et d'élimination des produits de réaction de l'interface de phase.

Toutes les réactions chimiques sont divisées en deux types : réversibles et irréversibles.

Les réactions chimiques qui se déroulent dans une seule direction sont dites irréversibles., c'est à dire. les produits de ces réactions n'interagissent pas les uns avec les autres pour former les matières premières. Les conditions d'irréversibilité d'une réaction sont la formation d'un précipité, d'un gaz ou d'un électrolyte faible. Par exemple:

BaCl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2HCl,

K 2 S + 2HCl = 2KCl + H 2 S,

HCl + NaOH = NaCl + H 2 O.

Les réactions réversibles sont celles qui se produisent simultanément dans le sens direct et inverse., Par exemple:

Lorsqu'une réaction chimique réversible se produit, la vitesse de la réaction directe a initialement une valeur maximale, puis diminue en raison d'une diminution de la concentration des substances de départ. La réaction inverse, au contraire, a au moment initial une vitesse minimale, qui augmente progressivement. Ainsi, à un moment donné, arrive État équilibre chimique , à laquelle la vitesse de la réaction directe est égale à la vitesse de la réaction inverse. L'état d'équilibre chimique est dynamique - les réactions directes et inverses continuent de se produire, mais comme leurs taux sont égaux, les concentrations de toutes les substances dans le système réactionnel ne changent pas. Ces concentrations sont appelées équilibre.

Le rapport des constantes de vitesse des réactions directes et inverses est une valeur constante et est appelé constante d'équilibre ( À R. ) . Les concentrations de solides ne sont pas incluses dans l'expression de la constante d'équilibre. La constante d'équilibre de la réaction dépend de la température et de la pression, mais ne dépend pas de la concentration des réactifs ni de la présence d'un catalyseur, qui accélère la progression des réactions directes et inverses. Le plus À p, plus solution pratique produits de réaction. Si À p > 1, alors les produits de réaction prédominent dans le système ; Si À R.< 1, в системе преобладают реагенты.

L'équilibre chimique est mobile, c'est-à-dire lorsque les conditions extérieures changent, la vitesse de la réaction avant ou arrière peut augmenter. La direction du déplacement de l'équilibre est déterminée par le principe formulé par le scientifique français Le Chatelier en 1884. Si une influence externe s'exerce sur un système d'équilibre, alors l'équilibre se déplace vers la réaction qui contrecarre cette influence. Les changements d'équilibre sont affectés par les changements dans les concentrations de réactifs, la température et la pression.

Une augmentation de la concentration des réactifs et l'élimination des produits entraînent un déplacement de l'équilibre vers la réaction directe.

Lorsque le système est chauffé, l’équilibre se déplace vers la réaction endothermique, et lorsqu’il est refroidi, vers la réaction exothermique.

Pour les réactions impliquant des substances gazeuses, une augmentation de la pression déplace l'équilibre vers une réaction qui se produit avec une diminution du nombre de molécules de gaz. Si la réaction se déroule sans modifier le nombre de molécules de substances gazeuses, le changement de pression n'affecte en rien le changement d'équilibre.

1. Dans un récipient, du gaz A avec une quantité de substance de 4,5 moles et du gaz B avec une quantité de substance de 3 moles ont été mélangés. Les gaz A et B réagissent selon l'équation A + B = C. Après un certain temps, du gaz C s'est formé dans le système avec une quantité de substance de 2 moles. Quelles quantités de gaz A et B n’ayant pas réagi restent dans le système ?

De l’équation de réaction, il résulte que :

Dn(A) = Dn(B) = Dn(C) = 2 moles,

où Dn est la variation de la quantité de substance au cours de la réaction.

Il reste donc dans le vaisseau :

n 2 (UNE) = n 1 (UNE) - Dn(UNE); n 2 (A) = (4,5 - 2) mol = 2,5 mol ;

n 2 (B) = n 1 (B) - Dn(B); n 2 (B) = (3 - 2) mol = 1 mol.

2. La réaction se déroule selon l'équation : 2A + B ⇄ C et est du deuxième ordre dans la substance A et du premier ordre dans la substance B. Au moment initial, la vitesse de réaction est de 15 mol/l × s. Calculer la constante de vitesse et la vitesse de la réaction directe au moment où 50 % de la substance B réagit si les concentrations initiales sont : C(A) = 10 mol/l ; C(B) = 5 moles/l. Comment la vitesse d’une réaction chimique va-t-elle changer ?

C(B) entré dans la réaction est égal à :

C(B) = 0,5 5 = 2,5 mol/l.

Ainsi, C(A) entré dans la réaction est égal à :

2 mol/l A - 1 mol/l B

C(A) - 2,5 moles/l B

C(A) et C(B) après la réaction :

C(A) = 10 - 5 = 5 moles/l,

C(B) = 5 - 2,5 = 2,5 moles/l.

Le taux de réaction directe sera égal à :

La vitesse de la réaction chimique va changer :

c'est-à-dire qu'il diminuera de 8 fois.

3. La réaction entre les substances A et B est exprimée par l'équation : A + 2B = C et a le premier ordre pour la substance A et le second pour la substance B. Les concentrations initiales des substances sont : C(A) = 2 mol /l; C(B) = 4 moles/l ; la constante de taux est de 1,0. Déterminez la vitesse initiale de la réaction et la vitesse après un certain temps, lorsque la concentration de la substance A diminue de 0,3 mol/l.

Selon la loi de l’action de masse :

Si la concentration de la substance A diminue de 0,3 mol/l, alors la concentration de la substance B diminue de 0,3 × 2 = 0,6 mol/l. Après la réaction, les concentrations sont :

4. Les taux de réactions directes et inverses en phase gazeuse se produisant dans un récipient fermé sont exprimés par les équations :

Selon la loi de l'action de masse, les taux de réactions directes et inverses dans les conditions initiales sont égaux :

Une augmentation de la pression de 3 fois pour les systèmes gazeux entraîne une diminution de 3 fois du volume du mélange gazeux, les concentrations des trois gaz augmenteront du même montant et les vitesses des deux réactions deviendront en conséquence égales :

Les rapports de vitesse de réaction sont :

Ainsi, le taux de réaction directe augmentera de 27 fois, celui de la réaction inverse de 9 fois.

5. La réaction à une température de 50 0 C se déroule en 2 minutes 15 s. Combien de temps faudra-t-il pour que cette réaction se termine à une température de 70 0 C, si dans cette plage de température le coefficient de température du taux g est de 3 ?

À mesure que la température augmente de 50 à 70 0 C, la vitesse de réaction augmente conformément à la règle de Van't Hoff :

Où = 70 0 C, = 50 0 C, a et sont les vitesses de réaction à des températures données.

On a:

ceux. la vitesse de réaction augmente 9 fois.

Selon la définition, le temps de réaction est inversement proportionnel à la vitesse de réaction, donc :

où et est le temps de réaction à des températures Et .

De là, nous obtenons :

Considérant que = 135 s (2 min 15 s), on détermine le temps de réaction à température :

6. Combien de fois la vitesse d’une réaction chimique augmentera-t-elle lorsque la température passera de = 10 0 C à = 80 0 C , si le coefficient de température de la vitesse g est 2 ?

D'après la règle de Van't Hoff :

La vitesse de réaction augmentera 128 fois.

7. Lors de l’étude de la cinétique d’élimination du médicament du corps du patient, il a été constaté qu’après 3 heures, 50 % de la quantité initiale du médicament restait dans le corps du patient. Déterminez la demi-vie et la constante de vitesse de la réaction d'élimination du médicament du corps humain, si l'on sait qu'il s'agit d'une réaction de premier ordre.

Puisque pendant une période de temps donnée, 50 % du médicament a été éliminé du corps, alors t 1/2 = 3 heures. Calculons la constante de vitesse de réaction à partir de l'équation :

8. Lors des tests en laboratoire solutions aqueuses du médicament, il a été constaté qu’en raison de l’hydrolyse, la concentration du médicament diminuait de 0,05 mol/l à 0,03 mol/l par jour. Calculez la demi-vie de la réaction d’hydrolyse du médicament.

Étant donné que les réactions d'hydrolyse se produisent généralement avec un excès important d'eau, sa concentration peut être maintenue constante. Par conséquent, au cours de la réaction, seule la concentration du médicament change et la réaction d’hydrolyse peut être considérée comme une réaction de premier ordre.

On trouve la valeur de la constante de vitesse de réaction à partir de l'équation :

9. La demi-vie du médicament dans l’organisme du patient (réaction de premier ordre) est de 5 heures. Déterminez le temps pendant lequel 75 % du médicament sera éliminé de l’organisme.

Lorsque 75 % du médicament est excrété par l’organisme, le rapport C/C 0 sera de 0,25. Dans ce cas, il convient d'utiliser la formule :

,

10. La constante de vitesse de la réaction d'hydrolyse du saccharose est de 2,31×10 - 3 h - 1. Calculer:

1) demi-vie de la réaction ;

2) le temps pendant lequel 20 % du saccharose va subir une hydrolyse ;

3) quelle partie du glucose subira une hydrolyse au bout de 5 jours.

1. La demi-vie est égale à :

2. Après hydrolyse de 20 % du saccharose, le rapport C/C 0 sera de 0,8. Ainsi:

3. Après 5 jours (120 heures), le rapport C/C 0 sera :

Par conséquent, 24 % du glucose a été hydrolysé.

11. Au cours d'une certaine réaction de premier ordre, 60 % de la quantité initiale d'une substance subit une transformation en 30 minutes. Déterminez quelle partie de la substance restera après 1 heure.

1. Après 30 minutes, la quantité de substance restante sera :

C 1 = C 0 - 0,6 C 0 = 0,4 × C 0.

c'est-à-dire que le rapport C 0 /C 1 est de 2,5.

2. Trouvons la constante de vitesse de réaction :

3. La quantité de substance C2 restant après 1 heure est déterminée par la formule :

Ainsi, après 1 heure, il restera 16 % de la substance d'origine.

Questions pour la maîtrise de soi

1. Comment s’appelle la vitesse d’une réaction chimique ?

2. Quelle est la vitesse réelle d’une réaction homogène ?

3. Quelle est la dimension de la vitesse d’une réaction homogène ?

4. Comment appelle-t-on la vitesse d’une réaction hétérogène ?

5. Quelle est la dimension de la vitesse d’une réaction hétérogène ?

6. Énumérez les facteurs qui influencent la vitesse de la réaction.

7. Formuler la loi de l'action de masse.

8. Qu'est-ce que signification physique constantes de vitesse de réaction ? De quoi dépend la constante de vitesse de réaction et de quoi ne dépend-elle pas ?

9. Quel est l’ordre de réaction ? Donnez des exemples d'équations de réaction de zéro, premier, deuxième et troisième ordres.

10. La dimension de la constante de vitesse de réaction dépend-elle de l’ordre de la réaction ?

11. Qu'appelle-t-on la molécule d'une réaction ?

13. Définir simple et réactions complexes. Donnez une classification des réactions complexes.

14. Formulez la règle de Van't Hoff. Apporter expression mathématique les règles de Van't Hoff.

15. Comment la vitesse de réaction dépend-elle de l'énergie d'activation ? Écrivez l'équation d'Arrhenius.

16. Qu'est-ce qu'un complexe activé ? Pourquoi les réactions passent-elles par les étapes de formation de complexes activés ?

17. Qu'est-ce qu'un catalyseur ? Catalyse homogène et hétérogène. Pourquoi les réactions se déroulent-elles plus rapidement en présence de catalyseurs ?

18. Qu'est-ce que la catalyse enzymatique ? Écrivez l'équation de Michaelis-Menten.

Variantes de tâches pour une solution indépendante

Option 1

1. La réaction entre les substances A et B est exprimée par l'équation 2A + B = C et est du deuxième ordre pour la substance A et du premier ordre pour la substance B. Les concentrations initiales des substances sont : C 0 (A) = 0,4 mol/l ; C 0 (B) = 0,8 mol/l; k = 0,6. Déterminez la vitesse initiale de la réaction et la vitesse après un certain temps, lorsque la concentration de la substance A diminue de 0,2 mol/l.

2. De combien de degrés faut-il augmenter la température pour que la vitesse de réaction augmente 64 fois ? Le coefficient de température de la vitesse de réaction g est égal à 2.

a) quand la pression dans le système double ?

b) quand le volume des gaz double ?

Option n°2

1. La réaction se déroule selon l'équation : A + B = C et est du premier ordre dans la substance A et dans la substance B. La concentration de A a été augmentée de 2 à 8 mol/l et la concentration de B de 3 à 9 moles/l. Combien de fois le taux de réaction directe a-t-il augmenté ?

2. A 150 0 C la réaction se termine en 10 minutes. En prenant le coefficient de température g égal à 2, calculez combien de minutes plus tard la réaction se terminerait à 170 0 C.

3. La vitesse de réaction est exprimée par l'équation : Combien de fois la vitesse de réaction changera-t-elle lorsque la concentration des substances de départ augmente de 3 fois ?

Option n°3

1. La réaction est exprimée par l'équation : A + B = C et est du premier ordre dans la substance A et la substance B. Aux concentrations initiales C 0 (A) = 3 mol/l et C 0 (B) = 5 mol/l , la vitesse de la réaction directe étant égale à 0,3 mol/l×s. Déterminez la constante de vitesse et la vitesse de réaction après un certain temps lorsque la concentration de A diminue de 2 mol/l.

2. Combien de fois la vitesse d'une réaction chimique augmentera-t-elle lorsque la température passe de 10 à 70 0 C, si le coefficient de température de la vitesse g est de 2 ?

3. La vitesse de réaction A(s) + 2B (gaz) = ​​C (s) est exprimée par l'équation : Comment la vitesse de réaction changera-t-elle si la concentration de B est doublée ?

Option n°4

1. La réaction se déroule selon l'équation : 2A + B = 2C et a le deuxième ordre pour la substance A et le premier pour la substance B. Calculez la vitesse de la réaction directe au moment où 40 % de la substance B réagit, si la les concentrations initiales sont : C 0 (A) = 8 mol/l ; C 0 (B) = 4 mol/l; k = 0,4.

2. Une réaction à 100 0 C se termine en 5 minutes. Combien de temps faudra-t-il pour qu'il se termine à 80 0 C si le coefficient de température de vitesse g est de 3 ?

3. La vitesse de réaction 3A + B = C est exprimée par l'équation : Combien de fois le taux de réaction directe changera-t-il :

a) lorsque la concentration de la substance A double ?

b) avec une diminution simultanée de la concentration des substances de départ de 2 fois ?

Option n°5

1. La vitesse d'une certaine réaction a augmenté 8 fois lorsque la température a augmenté de 40 à 70 0 C. Déterminez la valeur de g.

2. La réaction se déroule selon l'équation : A + 3B = 2C et est du premier ordre dans la substance A et du deuxième ordre dans la substance B. Les concentrations initiales des substances sont : C 0 (A) = 2 mol/l ; C 0 (B) = 6 mol/l; k = 1. Calculez la vitesse initiale de la réaction directe et la vitesse au moment où la concentration de la substance A a diminué de 1 mol/l. Comment la vitesse d’une réaction chimique va-t-elle changer ?

3. Comment les taux de réactions directes et inverses se produisant dans la phase gazeuse et obéissant aux équations changeront-ils :

Option n°6

1. Dans un récipient fermé se trouve un mélange de gaz composé de 1 mole A et 3 moles B, qui réagit selon l'équation : A + 3B = 2C. Le taux de réaction directe est décrit par l'équation Combien de fois la vitesse de la réaction directe diminuera-t-elle après la réaction de 0,5 mole de A ?

2. De combien de degrés faut-il augmenter la température pour que la vitesse de réaction augmente 9 fois, si le coefficient de température de la vitesse g est de 3 ?

3. Comment la vitesse de la réaction directe en phase gazeuse va-t-elle évoluer : 2A = B, dont l'ordre est estimé à 0,5, avec une diminution isotherme de la pression dans le système de 3 fois ?

Option n°7

1. La réaction entre les substances A et B se déroule selon l'équation : A + 2B = C et est du premier ordre dans la substance A et la substance B. Les concentrations initiales des substances en réaction étaient : C 0 (A) = 1,5 mol/ je; C 0 (B) = 3 mol/l; k = 0,4. Calculez la vitesse de la réaction chimique au moment initial et après un certain temps, lorsque 75 % de A a réagi.

2. Quel est le coefficient de température de la vitesse g, si avec une augmentation de la température de 30 0 C, la vitesse de réaction augmente 27 fois ?

3. Comment les taux de réactions directes et inverses se produisant dans la phase gazeuse et obéissant aux équations changeront-ils :

avec une augmentation isotherme de la pression d'un facteur 2 ?

Option n°8

1. Dans une solution de 1 litre contenant 1 mole de substance A et 2 moles de substance B, la réaction suivante se produit : A + 3B = 2C + D. La réaction directe est du premier ordre dans la substance A et du deuxième ordre dans la substance B. Comment plusieurs fois la vitesse de la réaction directe diminuera-t-elle après que 0,65 mole de substance A ait réagi ?

2. Lorsque la température passe de -5 à +5 0 C, le taux d'hydrolyse bactérienne (processus enzymatique) augmente 4 fois. Trouvez la valeur du coefficient de température de la vitesse de réaction g.

3. Combien de fois la concentration de la substance A dans le système 2A (gaz) = ​​B (gaz) + C (solide) doit-elle être augmentée pour que la vitesse de la réaction directe, qui est une réaction du second ordre, augmente 4 fois?

Option n°9

1. La réaction se déroule selon l’équation : 2A + B = 2C et est du deuxième ordre dans la substance A et du premier ordre dans la substance B. La vitesse de la réaction directe est de 8 mol/l×s. Calculer la constante de vitesse et la vitesse de la réaction directe au moment où 30 % de la substance B réagit, si les concentrations initiales sont : C 0 (A) = 2 mol/l ; C 0 (B) = 1 mol/l. Comment la vitesse d’une réaction chimique va-t-elle changer ?

2. Lorsque la température a augmenté de 10 à 50 0 C, la vitesse de réaction a augmenté 16 fois. Déterminer le coefficient de température de la vitesse g.

3. La réaction se déroule selon l'équation : A + B = C + D + E et est de premier ordre dans la substance A et nulle dans la substance B. Comment la vitesse de la réaction directe changera-t-elle après avoir dilué le mélange réactionnel de 3 fois ?

Option n°10

1. La réaction se déroule selon l'équation : A + 2B = AB 2 et est du premier ordre dans la substance A et du deuxième ordre dans la substance B. La constante de vitesse de réaction est de 0,01. Calculer la vitesse de réaction aux concentrations initiales : C 0 (A) = 0,8 mol/l ; C 0 (B) = 0,8 mol/l et la vitesse de réaction au moment de la formation de 0,2 mol/l de substance AB 2.

2. Combien de fois la vitesse d'une réaction chimique augmentera-t-elle lorsque la température passe de 30 à 60 0 C, si le coefficient de température de la vitesse g est de 3 ?

3. La demi-vie du médicament dans l’organisme du patient (réaction de premier ordre) est de 6 heures. Déterminez combien de temps il faudra pour réduire de 8 fois le contenu du médicament dans le corps humain.

Option n°11

1. La réaction se déroule selon l'équation : A + B = 2C et est du premier ordre dans la substance A et la substance B. Les concentrations initiales des substances sont : C 0 (A) = 0,3 mol/l ; C 0 (B) = 0,5 mol/l; k = 0,1. Trouvez la vitesse de réaction initiale et la vitesse de réaction après un certain temps, lorsque la concentration de A diminue de 0,1 mol/l.

2. À 100 0 C, certaines réactions se terminent en 16 minutes. En prenant le coefficient de température de vitesse g égal à 2, calculez combien de minutes plus tard la même réaction se terminerait à 140 0 C ?

3. La demi-vie du médicament dans l’organisme du patient (réaction de premier ordre) est de 2 heures. Déterminez le temps pendant lequel 99 % du médicament sera éliminé de l’organisme.

Option n°12

1. La réaction se déroule selon l'équation : A + 2B = C et est du premier ordre dans la substance A et du deuxième ordre dans la substance B. Les concentrations initiales des substances sont : C 0 (A) = 0,9 mol/l ; C 0 (B) = 1,5 mol/l; k = 0,6. Trouvez la vitesse initiale de la réaction et la vitesse après un certain temps, lorsque 50 % de la substance A est consommée.

2. Quel est le coefficient de température de la vitesse d'une réaction chimique g ? , si avec une augmentation de la température de 30 0 C la vitesse augmente de 27 fois ?

3. La demi-vie d'une certaine réaction de premier ordre est de 30 minutes. Calculez quelle partie du montant initial restera après 1 heure.

Option n°13

1. La réaction se déroule selon l'équation : 2A + B = 2C et est du deuxième ordre dans la substance A et du premier ordre dans la substance B. La constante de vitesse de réaction est de 5 × 10 - 2. Calculer la vitesse de réaction aux concentrations initiales C 0 (A) = 0,4 mol/l ; C 0 (B) = 0,9 mol/l et la vitesse de réaction au moment de la formation de 0,1 mol de substance C.

2. A une température de 10 0 C, la réaction se déroule en 80 minutes. À quelle température la réaction se terminera-t-elle en 20 minutes si le coefficient de température du taux g est de 2 ?

3. Pendant recherche en laboratoire il a été constaté qu’en 24 heures, la concentration du médicament dans le corps du patient diminuait de 0,1 mol/l à 0,02 mol/l. Calculez la demi-vie du médicament, en supposant qu’il s’agit d’une réaction de premier ordre.

Option n°14

1. Dans un récipient fermé d'un volume de 1 litre se trouve un mélange de gaz composé de 1 mole de gaz A et de 3 moles de gaz B, qui réagit selon l'équation : A + 3B = 2C. La réaction directe est du premier ordre par rapport à la substance A et du deuxième ordre par rapport à la substance B. Comment la vitesse de la réaction directe changera-t-elle après la réaction de 0,5 mole de gaz A ?

2. Lorsque la température du système a augmenté de 10 à 50 0 C, la vitesse de la réaction chimique a augmenté 16 fois. Déterminer le coefficient de température de la vitesse de réaction g .

3. Lors d'un accident Centrale nucléaire de Tchernobyl(1986), il y a eu un rejet du radionucléide Cs-137, dont la demi-vie est de 30 ans. Calculez quelle partie du radionucléide qui est entré dans le corps reste à l'heure actuelle.

Option n°15

1. La réaction se déroule selon l'équation : A + B = C a le premier ordre dans la substance A et dans la substance B. Aux concentrations initiales de substances C 0 (A) = 0,6 mol/l ; C 0 (B) = 0,8 mol/l, la vitesse de réaction est de 0,03 mol/l×s. Déterminez la constante de vitesse et la vitesse de réaction après un certain temps lorsque la concentration de la substance A diminue de 0,3 mol/l.

2. La vitesse de réaction à 0 0 C est de 1 mol/l×s. Calculez la vitesse de cette réaction à 30 0 C si le coefficient de température de la vitesse de réaction est de 3.

3. La constante de vitesse pour l'hydrolyse des pesticides à 25 0 C est de 0,32 s - 1 . La concentration initiale du pesticide dans l’échantillon était de 2,5 mol/L. Calculez combien de temps il faudra pour que la concentration du pesticide diminue jusqu'à 0,01 mol/l.

Option n°16

1. La réaction de décomposition se déroule selon l'équation : 2A = 2B + C et est du second ordre dans la substance A. La constante de vitesse de cette réaction à 200 0 C est de 0,05. Concentration initiale C(A) = 2 mol/l. Déterminer la vitesse de réaction à la température indiquée au moment initial et au moment où 80 % de la substance A est décomposée.

2. Comment la vitesse de la réaction directe changera-t-elle : 2A (solide) + 3B (gaz) = ​​2C (solv), qui a un ordre zéro dans la substance A et un troisième ordre dans la substance B, si la pression dans le système est augmenté de 3 fois ?

3. Au cours d'une certaine réaction de premier ordre, 20 % de la quantité initiale de la substance subit une transformation en 45 minutes. Déterminez quelle partie de la substance restera après 1,5 heure.

Option n°17

1. L'interaction des gaz se déroule selon l'équation : A + 2B = 2C et est du premier ordre dans la substance A et du second dans la substance B. Les concentrations initiales de gaz sont égales à : C 0 (A) = 2 mol/ je; C 0 (B) = 4 mol/l; k = 0,02. Calculez la vitesse de la réaction directe au moment initial et après un certain temps, lorsque 50 % de la substance A a réagi.

2. À 20 0 C, la réaction se produit en 2 minutes. Combien de temps faudra-t-il pour que la même réaction se produise à 0 0 C si g = 2 ?

3. L'acide formique se décompose en monoxyde de carbone (IV) et en hydrogène à la surface de l'or. La constante de vitesse de cette réaction à 140 0 C est de 5,5 × 10 - 4 min –1, et à 185 0 C elle est de 9,2 × 10 - 3 min –1. Déterminez l’énergie d’activation de cette réaction.

Option n°18

1. La réaction se déroule selon l'équation : 2A + B = 2C et est du premier ordre dans la substance A et la substance B. La vitesse de réaction est de 0,5 mol/l×s. Les concentrations initiales des substances sont : C(A) = 6 mol/l ; C(B) = 3 moles/l. Déterminez la constante de vitesse de cette réaction et la vitesse de la réaction après un certain temps lorsque la concentration de la substance B diminue de 1 mol/l.

2. À 20 0 C, la réaction se produit en 2 minutes. Combien de temps faudra-t-il pour que la même réaction se produise à 50 0 C si g = 2 ?

3. La constante de vitesse de la réaction d'inversion du sucre de canne à 25 0 C est égale à 9,67 × 10 - 3 min - 1 , et à 40 0 ​​​​​​C elle est de 73,4 × 10 - 3 min - 1 . Déterminez l’énergie d’activation de cette réaction dans la plage de température spécifiée.

Des réactions irréversibles

1. Comment la vitesse de réaction 2A + B ® A 2 B changera-t-elle si la concentration de la substance A est augmentée de 2 fois et la concentration de la substance B est diminuée de 2 fois ?

2. Combien de fois la concentration de substance B 2 dans le système 2A 2 (g) + B 2 (g) ® 2A 2 B (g) doit-elle être augmentée de sorte que lorsque la concentration de substance A diminue de 4 fois, le taux de la réaction directe ne change pas ?

3. Dans le système CO + C1 2 ® COC1 2, la concentration de CO a été augmentée de 0,03 à 0,12 mol/l et la concentration de C1 2 de 0,02 à 0,06 mol/l. Combien de fois le taux de réaction directe a-t-il augmenté ?

4. Comment la vitesse de la réaction directe N 2 (g) + 3H (g) ® 2 NH 3 changera-t-elle si a) la pression dans le système est augmentée de 3 fois ; b) réduire le volume de 2 fois ; c) augmenter la concentration de N 2 de 4 fois ?

5. Combien de fois faut-il augmenter la pression pour que le taux de formation de NO 2 par la réaction 2NO + O 2 ® 2 NO 2 augmente 1000 fois ?

6. La réaction entre le monoxyde de carbone (II) et le chlore se déroule selon l'équation CO + C1 2 ® COC1 2. Comment la vitesse de réaction changera-t-elle lorsque a) la concentration de CO augmentera de 2 fois ; b) concentration de C1 2 2 fois ; c) les concentrations des deux substances sont 2 fois supérieures ?

7. La réaction a lieu en phase gazeuse. La réaction implique deux substances A et B. On sait que lorsque la concentration du composant A est doublée, le taux augmente 2 fois, et lorsque la concentration du composant B double, le taux augmente 4 fois. Écrivez une équation pour la réaction qui se produit. Comment la vitesse de réaction changera-t-elle lorsque la pression totale augmentera de 3 fois ?

8. On étudie la vitesse de réaction de l'interaction des substances A, B et D. À concentrations constantes de B et D, une augmentation de la concentration de la substance A de 4 fois entraîne une augmentation de la vitesse de 16 fois. Si la concentration de la substance B augmente de 2 fois à des concentrations constantes de substances A et D, alors la vitesse n'augmente que 2 fois. À concentrations constantes de A et B, doubler la concentration de la substance D entraîne une multiplication par 4 de la vitesse. Écrivez une équation pour la réaction.

9. Déterminez la vitesse de la réaction chimique A(g) + B(g) ® AB(g), si la constante de vitesse de réaction est de 2 × 10 -1 l × mol -1 × s, et les concentrations des substances A et B sont respectivement 0,025 et 0,01 mol/l. Calculez la vitesse de réaction lorsque la pression augmente de 3 fois.

10. Trouver la valeur de la constante de vitesse pour la réaction A + 2B ® AB 2, si aux concentrations des substances A et B, respectivement égales à 0,1 et 0,05 mol/l, la vitesse de réaction est de 7 × 10 -5 mol/ (l × s) .

11. Dans un récipient d'un volume de 2 litres, du gaz A avec une quantité de substance de 4,5 moles et du gaz B avec une quantité de substance de 3 moles ont été mélangés. Les gaz réagissent selon l'équation A + B = C. Après 20 secondes, du gaz C s'est formé dans le système avec une quantité de substance de 2 moles. Définir vitesse moyenne réactions. Quelles quantités de substances A et B n’ont pas réagi ?

12. La réaction entre les substances A et B est exprimée par l'équation A + B ® C. Les concentrations initiales sont [A] O = 0,03 mol/l, [B] O = 0,05 mol/l. La constante de vitesse de réaction est de 0,4. Trouvez la vitesse de réaction initiale et la vitesse de réaction après un certain temps, lorsque la concentration de la substance résultante C devient égale à 0,01 mol/l.

13. Réaction entre substances gazeuses A et B sont exprimés par l'équation A + B ® C. Les concentrations initiales des substances sont [A] 0 = 0,03 mol/l, [B] 0 = 0,03 mol/l. La constante de vitesse de réaction est de 0,1. Après un certain temps, la concentration de la substance A a diminué de 0,015 mol/l. Combien de fois faut-il augmenter la pression totale pour que la vitesse d’une réaction chimique devienne égale à la vitesse d’origine ?

14. De combien de degrés faut-il augmenter la température pour que la vitesse de réaction augmente 27 fois ? Le coefficient de température de la vitesse de réaction est de 3.

15. À 20°C, la réaction se déroule en 2 minutes. Combien de temps faudra-t-il pour que cette réaction se produise a) à 50 o C, b) à 0 o C ? Le coefficient de température de la vitesse de réaction est de 2.

16. À une température de 30 o C, la réaction a lieu en 25 minutes et à 50 o C en 4 minutes. Calculez le coefficient de température de la vitesse de réaction.

17. La vitesse de réaction à 0 °C est de 1 mol/l×s. Calculez la vitesse de cette réaction à 30 o C si le coefficient de température est de 3.

18. Avec une augmentation de la température de 50 ° C, la vitesse de réaction a augmenté 32 fois. Calculer le coefficient de température de la vitesse d'une réaction chimique.

19. Deux réactions se produisent à 25 o C au même rythme. Le coefficient de température de la vitesse de la première réaction est de 2,0 et celui de la seconde est de 2,5. Trouvez le rapport des vitesses de ces réactions à 95 o C.

20. Quelle est l'énergie d'activation de la réaction si, avec une augmentation de la température de 290 à 300 K, la vitesse de réaction augmente de 2 fois ?

21. Combien de fois la vitesse d'une réaction se produisant à 298 K augmenterait-elle si, grâce à l'utilisation d'un catalyseur, il était possible de réduire l'énergie d'activation de 4 kJ/mol ?

22. Quelle est la valeur de l'énergie d'activation de la réaction dont la vitesse à 300 K est 10 fois supérieure à celle à 280 K.

23. L'énergie d'activation de la réaction O 3 (g) +NO(g) ® O 2 (g) +NO 2 (g) est de 40 kJ/mol. Combien de fois la vitesse de réaction changera-t-elle lorsque la température augmente de 27 à 37 o C ?

24. Un catalyseur réduit l'énergie d'activation à 300 K de 20 kJ/mol et l'autre de 40 kJ/mol. Quel catalyseur est le plus efficace ? Justifiez la réponse en calculant le rapport des vitesses de réaction lors de l'utilisation d'un catalyseur particulier.

25. À 150 °C, certaines réactions se terminent en 16 minutes. En prenant le coefficient de température de la vitesse de réaction égal à 2,5, calculez le temps après lequel cette réaction se terminera si elle est réalisée a) à 200 o C, b) à 80 o C.

26. Lorsque la température augmente de 10 °C, la vitesse d'une réaction chimique double. À 20 o C, elle est égale à 0,04 mol/(l×s). Quelle sera la vitesse de cette réaction à a) 40 o C, b) 0 o C ?

27. À 20 °C, la vitesse de la réaction chimique est de 0,04 mol/(l×s). Calculez la vitesse de cette réaction à 70 o C, si l’on sait que l’énergie d’activation est de 70 kJ/mol.

28. Calculez le coefficient de température de la réaction g, si la constante de vitesse de cette réaction à 120 o C est égale à 5,88 × 10 -4 et à 170 o C - 6,7 × 10 -2.

29. Combien de fois la vitesse d'une réaction chimique changera-t-elle lorsque la température passe de 300 K à 400 K, si le coefficient de température g = 2 ? Quelle est l’énergie d’activation de cette réaction ?

30. Combien de fois la vitesse de la réaction chimique A + 2B ® C augmentera-t-elle lorsque la pression dans le système augmentera de 4 fois et que la température augmentera simultanément de 40 o C. Les réactifs sont des gaz. Le coefficient de température de la réaction est de 2.

31. Combien de fois la vitesse de la réaction chimique 2A(g) + B(g) ® 2C(g) diminuera-t-elle lorsque la pression de toutes les substances dans le système diminuera de 3 fois et que la température du système diminuera simultanément de 30 oC ? Le coefficient de température de la vitesse de réaction g est de 2.

32. La réaction entre les substances gazeuses A et B est exprimée par l'équation A + B ® C. Les concentrations initiales des substances sont [A] 0 = 0,05 mol/l et [B] 0 = 0,05 mol/l. Après un certain temps, la concentration des substances a diminué de moitié. Déterminer comment il est nécessaire de modifier la température pour que la vitesse de réaction devienne égale à la vitesse initiale, si a) le coefficient de température de la réaction est de 2, b) l'énergie d'activation est de 70 kJ, la température de réaction est de 27 o C ?

33. On sait que lorsque la température augmente de 290 à 300 K, la vitesse d'une réaction chimique double. Calculez l’énergie d’activation. Comment la vitesse de cette réaction changera-t-elle à 310 K si un catalyseur est introduit dans le système qui abaisse l'énergie d'activation de cette réaction de 10 kJ/mol ?

Équilibre chimique

1. À une certaine température, l'équilibre dans le système 2NO 2 «2NO+O 2 a été établi à des concentrations = 0,4 mol/l, = 0,2 mol/l, = 0,1 mol/l. Trouvez la constante d'équilibre et la concentration initiale de NO 2 si la concentration initiale d'oxygène est nulle. Quelles conditions favoriseront un déplacement de l’équilibre vers la formation de NO si la réaction directe est endothermique ?

2. La constante d'équilibre du système A+B«C+D est égale à l'unité. Quel pourcentage de substance A sera converti si vous mélangez 3 moles de substance A et 5 moles de substance B ? Quelles conditions contribueront à un déplacement de l’équilibre vers la formation de B si la réaction directe est exothermique ?

3. Pour le système

CO (G) + H 2 O (G) « CO 2 (G) + H 2 (G)

0 = 0 =0,03 mol/l, 0 = 0 =0. Calculer la constante d'équilibre si la concentration d'équilibre gaz carboniqueégal à 0,01 mol/l. Quelles conditions contribueront à un déplacement de l’équilibre vers la formation de CO si la réaction directe est endothermique ?

4. Pour le système

2NO (G) +Cl 2 (G) « 2NOCl (G)

0 =0,5 mol/l, 0 =0,2 mol/l, 0 =0 mol/l. Trouvez la constante d'équilibre si, au moment de son apparition, 20 % de l'oxyde nitrique a réagi. Quelles conditions contribueront à un déplacement de l’équilibre vers la formation de NOCl si la réaction directe est exothermique ?

H 2(G) + I 2(G) «2HI (G) ,

si 1 mole d'iode et 2 moles d'hydrogène sont placées dans un récipient d'une capacité de 10 litres (KC = 50). Quelles conditions contribueront à un déplacement de l'équilibre vers la formation d'iode si la réaction directe est exothermique ?

6. Pour le système CO (G) + H 2 O (G) « CO 2 (G) + H 2 (G), 0 = 0 =1 mol/l, 0 = 0 =0. Calculer la composition du mélange d'équilibre (% vol.), si la constante d'équilibre K C = 1. Quelles conditions contribueront à un déplacement de l’équilibre vers la formation d’hydrogène si la réaction inverse est exothermique ?

7. Dans un récipient fermé, la réaction AB (G) « A (G) + B (G) a lieu. Constante d'équilibre K C =0,04. Trouvez la concentration initiale de AB si la concentration d’équilibre de AB est de 0,02 mol/l. Quelles conditions contribueront à un déplacement de l’équilibre vers la formation de A si la réaction inverse est exothermique ?

8. Dans un récipient fermé d'un volume de 10 litres à une température de 800˚C, l'équilibre CaCO 3 (T) « CaO (T) + CO 2 (G) a été établi. Constante d'équilibre K P =300 kPa. Quelle masse de CaCO 3 décomposée ? Quelles conditions contribueront à un déplacement de l'équilibre vers la formation de dioxyde de carbone si la réaction directe est endothermique ?

9. Dans un récipient fermé à une certaine température, l'équilibre Fe (T) + H 2 O (G) « FeO (T) + H 2 (G) a été établi. Déterminer la fraction d'eau ayant réagi si K P = 1 et la pression partielle initiale d'hydrogène est nulle. Quelles conditions contribueront à un déplacement de l’équilibre vers la formation d’hydrogène si la réaction inverse est exothermique ?

10. Déterminez la concentration d'équilibre d'hydrogène dans le système 2HI (G) « H 2 (G) + I 2 (G) si la concentration initiale de HI était de 0,05 mol/l et la constante d'équilibre K C = 0,02. Quelles conditions contribueront à un déplacement de l’équilibre vers la formation de HI si la réaction directe est endothermique ?

Vitesse des réactions chimiques La branche de la chimie qui étudie la vitesse et le mécanisme des réactions chimiques est appelée cinétique chimique. La vitesse d'une réaction chimique est le nombre d'actes élémentaires d'interaction par unité de temps dans une unité d'espace de réaction. Cette définition est valable pour les processus homogènes et hétérogènes. Dans le premier cas, l'espace de réaction est le volume du récipient de réaction et dans le second, la surface sur laquelle se produit la réaction. Puisque l'interaction modifie les concentrations de réactifs ou de produits de réaction par unité de temps. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire de surveiller les changements de concentration de toutes les substances participant à la réaction, puisque son équation stœchiométrique établit la relation entre les concentrations des réactifs. La concentration des réactifs est le plus souvent exprimée en nombre de moles dans 1 litre (mol/L). La vitesse d'une réaction chimique dépend de la nature des substances en réaction, de la concentration, de la température, de la taille de la surface de contact des substances, de la présence de catalyseurs et autres. , et parlons d'une réaction monomoléculaire ; lorsqu'une collision de deux molécules différentes se produit dans un acte élémentaire, la dépendance a la forme suivante : u - k[A][B], et on parle d'une réaction bimoléculaire ; lorsqu'une collision de trois molécules se produit dans un acte élémentaire, la dépendance de la vitesse sur la concentration est vraie : v - k [A] [B] [C], et ils parlent d'une réaction trimoléculaire. Dans toutes les dépendances analysées : v - vitesse de réaction ; [A], [B], [C] - concentrations de substances réactives ; k - coefficient de proportionnalité ; appelée constante de vitesse de réaction. v = k, lorsque les concentrations de réactifs ou de leur produit sont égales à l'unité. La constante de vitesse dépend de la nature des réactifs et de la température. La dépendance de la vitesse des réactions simples (c'est-à-dire des réactions se produisant par un acte élémentaire) sur la concentration est décrite par la loi de l'action de masse établie par K. Guldberg et P. Waage en 1867 : la vitesse d'une réaction chimique est directement proportionnelle à le produit de la concentration des substances réactionnelles élevée à la puissance de leurs coefficients stoechiométriques. Par exemple, pour la réaction 2NO + 02 = 2N02 ; v - k2 et augmentera trois fois Trouver : Solution : 1) Écrivez l'équation de réaction : 2СО + 02 = 2С02. D'après la loi d'action de masse v - k[C0]2. 2) Notons [CO] = a ; = b, alors : v = k a2 b. 3) Lorsque la concentration des substances de départ augmente de 3 fois, on obtient : [CO] = 3a, a = 3b. 4) Calculer la vitesse de réaction u1 : - k9a23b - k27a% a si k27 D2b 27 v k a2b Réponse : 27 fois. Exemple 3 Combien de fois la vitesse d'une réaction chimique augmentera-t-elle lorsque la température augmente de 40 °C si le coefficient de température de la vitesse de réaction est de 3 ? Donné : At = 40 °C Y - 3 Trouver : 2 Solution : 1) D'après la règle de Van't Hoff : h-U vt2 = vh y 10, 40 et, - vt > 3 10 - vt -81. 2 1 1 Réponse : 81 fois. a Exemple 4 La réaction entre les substances A et B se déroule selon le schéma 2A + B * "C. La concentration de la substance A est de 10 mol/l et celle de la substance B est de 6 mol/l. La constante de vitesse de réaction est de 0,8 l2 4 mol"2 sec"1. Calculez la vitesse de la réaction chimique au moment initial, ainsi qu'au moment où 60 % de la substance B reste dans le mélange réactionnel. Soit : k - 0,8 l2 mol"2 sec"1 [A] = 10 mol/l [B] = 6 mol/l Trouver : "start ! ^ Solution : 1) Trouver la vitesse de réaction au moment initial : v - k[A]2 [B], r> = 0,8 102 b - 480 mol - l sec "1. début 2) Après un certain temps, il reste 60 % de la substance B dans le mélange réactionnel. Ensuite : Par conséquent, [B] a diminué de : 6 - 3,6 = 2,4 mol/l. 3) De l'équation de réaction, il résulte que les substances A et B interagissent entre elles dans un rapport de 2:1, donc [A] a diminué de 4,8 mol/l et est devenu égal à : [A] = 10 - 4,8 = 5,2 mol /l. 4) Calculer si : d) = 0,8 * 5,22 3,6 = 77,9 mol l "1 * sec"1. Réponse : g>commencer ~ 480 mol l sec"1, g/ = 77,9 mol l-1 sec"1. Exemple 5 La réaction à une température de 30 °C se déroule en 2 minutes. Combien de temps faudra-t-il pour que cette réaction se termine à une température de 60 °C, si dans cette plage de température le coefficient de température de la vitesse de réaction est de 2 ? Étant donné : t1 = 30 °C t2 = 60 °C 7 = 2 t = 2 min = 120 sec Trouver : h Solution : 1) Conformément à la règle de Van't Hoff : vt - = y 1 vt - = 23 = 8 .Vt 2) La vitesse de réaction est inversement proportionnelle au temps de réaction, donc : Réponse : t = 15 sec. Questions et tâches pour une solution indépendante 1. Définir le taux de réaction. Donnez des exemples de réactions se produisant à des rythmes différents. 2. L'expression de la vitesse réelle d'une réaction chimique se produisant à un volume constant du système s'écrit comme suit : dC v = ±--. d t Indiquer dans quels cas un signe positif et dans lequel un signe négatif est nécessaire sur le côté droit de l'expression. 3. De quels facteurs dépend la vitesse d’une réaction chimique ? 4. Qu'est-ce qu'on appelle l'énergie d'activation ? Quel facteur influence la vitesse d’une réaction chimique caractérise-t-il ? 5. Qu'est-ce qui explique la forte augmentation de la vitesse de réaction avec l'augmentation de la température ? 6. Définir la loi fondamentale de la cinétique chimique - la loi de l'action de masse. Qui et quand a-t-il été formulé ? 7. Comment s’appelle la constante de vitesse d’une réaction chimique et de quels facteurs dépend-elle ? 8. Qu'est-ce qu'un catalyseur et comment affecte-t-il la vitesse d'une réaction chimique ? 9. Donnez des exemples de processus dans lesquels des inhibiteurs sont utilisés. 10. Que sont les promoteurs et où sont-ils utilisés ? 11. Quelles substances sont appelées « poisons catalytiques » ? Donnez des exemples de telles substances. 12. Qu'est-ce que la catalyse homogène et hétérogène ? Donnez des exemples de procédés utilisant leurs procédés catalytiques. 13. Comment la vitesse de réaction 2С0 + 02 = 2С02 changera-t-elle si le volume du mélange gazeux est réduit de 2 fois ? 14. Combien de fois la vitesse d'une réaction chimique augmentera-t-elle lorsque la température passe de 10 °C à 40 °C, si l'on sait qu'avec une augmentation de la température de 10 °C, la vitesse de réaction augmentera de 2 fois ? 15. La vitesse de réaction A + B = C augmente trois fois à chaque augmentation de température de 10 °C. Combien de fois la vitesse de réaction augmentera-t-elle lorsque la température augmente de 50 °C ? 16. Combien de fois la vitesse de réaction entre l'hydrogène et le brome augmentera-t-elle si les concentrations des substances de départ sont augmentées de 4 fois ? 17. Combien de fois la vitesse de réaction augmentera-t-elle lorsque la température augmentera de 40 °C (y = 2) ? 18. Comment la vitesse de la réaction 2NO + 02 ^ 2N02 changera-t-elle si la pression dans le système est doublée ? 19. Combien de fois la concentration d'hydrogène dans le système N2 + 3H2^2NH3 doit-elle être augmentée pour que la vitesse de réaction augmente de 125 fois ? 20. La réaction entre l'oxyde d'azote (II) et le chlore se déroule selon l'équation 2NO + C12 2NOC1 ; Comment la vitesse de réaction changera-t-elle lorsque : a) la concentration d'oxyde nitrique doublera ; b) la concentration de chlore a doublé ; c) les concentrations des deux substances sont doublées ? . 21. À 150 °C, certaines réactions se terminent en 16 minutes. En prenant le coefficient de température égal à 2,5, calculez la période de temps après laquelle la même réaction se terminera à 80 °C. 22. De combien de degrés faut-il augmenter la température pour que la vitesse de réaction augmente 32 fois ? Le coefficient de température de la vitesse de réaction est de 2,23. À 30 °C, la réaction se produit en 3 minutes. Combien de temps faudra-t-il pour que la même réaction se produise à 50 °C si le coefficient de température de la vitesse de réaction est de 3. 24. À une température de 40 °C, la réaction se déroule en 36 minutes et à 60 °C en 4 minutes. . Calculez le coefficient de température de la vitesse de réaction. 25. La vitesse de réaction à 10 °C est de 2 mol/l. Calculez la vitesse de cette réaction à 50 °C si le coefficient de température de la vitesse de réaction est de 2.