Химична кинетика
Химичната кинетика изучава скоростта на химичните реакции и факторите, които я влияят. Скоростта се изразява с промяната на концентрацията за единица време и зависи от природата на веществата, концентрацията, температурата, налягането при газове, повърхността на допир и катализатора. Законът за действието на масите свързва скоростта с концентрациите чрез константа на скоростта k. Катализаторът ускорява реакцията, като намалява енергията на активиране, без да се изразходва.
Какво да запомним
- За A + B → продукти: v = k · c(A) · c(B); k е константа на скоростта.
- Правило на Вант Хоф: при нагряване с 10 °C скоростта нараства γ пъти (обикновено γ = 2 до 4).
- Катализаторът намалява енергията на активиране и не се изразходва.
- Повишаването на налягането увеличава скоростта на газовите реакции.
Пример
При γ = 3 нагряване с 30 °C ускорява реакцията 33 = 27 пъти.
Проверете се: 15 въпроса
Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.
Как катализаторът ускорява химичната реакция?
- Увеличава топлинния ефект
- Намалява енергията на активиране
- Измества равновесието надясно
- Повишава температурата
Отговор: Намалява енергията на активиране
Катализаторът води реакцията по друг път с по-нисък енергиен праг, без да се изразходва.
Температурният коефициент на реакция е γ = 3. С колко градуса трябва да се повиши температурата, за да нарасне скоростта 27 пъти?
- С 27 °C
- С 9 °C
- С 30 °C
- С 90 °C
Отговор: С 30 °C
27 = 33, значи три пъти по 10 °C, т.е. с 30 °C (правило на Вант Хоф).
Как се променя скоростта на газова реакция при повишаване на налягането?
- Увеличава се
- Намалява
- Не се променя
- Реакцията спира
Отговор: Увеличава се
При по-високо налягане концентрациите на газовете растат, а с тях и скоростта.
В кинетичното уравнение v = k·c(A)·c(B) как се нарича k?
- Константа на равновесие
- Температурен коефициент
- Енергия на активиране
- Константа на скоростта
Отговор: Константа на скоростта
Константата на скоростта е числено равна на скоростта при концентрации на реагентите 1 mol/L.
За реакцията 2A(g) + B(g) → C(g) v = k·c2(A)·c(B). Как се променя скоростта, ако обемът на сместа се увеличи 2 пъти?
- Намалява 2 пъти
- Намалява 8 пъти
- Нараства 8 пъти
- Намалява 4 пъти
Отговор: Намалява 8 пъти
Всички концентрации намаляват 2 пъти: (1/2)2 · (1/2) = 1/8.
Какво изучава химичната кинетика?
- Скоростта на реакциите
- Строежа на атома
- Топлинните ефекти
- Номенклатурата
Отговор: Скоростта на реакциите
Химичната кинетика изучава скоростта на химичните реакции и факторите, от които тя зависи.
Как се променя скоростта на повечето реакции при нагряване?
- Намалява
- Нараства
- Не се променя
- Става нула
Отговор: Скоростта нараства
При по-висока температура частиците се движат по-бързо и по-често се сблъскват ефективно.
Защо дървените трески горят по-бързо от цяла цепеница?
- Имат по-голяма маса
- Са различно вещество
- Са по-студени
- Имат по-голяма повърхност на допир
Отговор: По-голяма повърхност
Раздробеното вещество има по-голяма повърхност, затова повече частици реагират едновременно с кислорода.
Изразходва ли се катализаторът в реакцията?
- Да, изразходва се напълно
- Не, остава непроменен
- Превръща се в продукт
- Изразходва се наполовина
Отговор: Не се изразходва
Катализаторът участва в междинни етапи, но накрая се възстановява в същото количество.
С какви единици се изразява скоростта на химичната реакция?
- mol/(L·s)
- mol/L
- g/mol
- kJ/mol
Отговор: mol/(L·s)
Скоростта е промяната на концентрацията (mol/L) за единица време (s).
Как се нарича минималната енергия, нужна на частиците, за да реагират при сблъсък?
- Енталпия на образуване
- Енергия на връзката
- Енергия на активиране
- Вътрешна енергия
Отговор: Енергия на активиране
Само частици с енергия, по-голяма от енергията на активиране, реагират при сблъсък.
При γ = 2 колко пъти нараства скоростта на реакцията при нагряване с 40 °C?
- 8 пъти
- 16 пъти
- 80 пъти
- 32 пъти
Отговор: 16 пъти
40 °C са 4 стъпки по 10 °C: 24 = 16 пъти.
Концентрацията на вещество е намаляла от 0,8 на 0,5 mol/L за 10 s. Каква е средната скорост на реакцията?
- 0,3 mol/(L·s)
- 0,05 mol/(L·s)
- 0,03 mol/(L·s)
- 0,08 mol/(L·s)
Отговор: 0,03 mol/(L·s)
v = Δc / Δt = (0,8 − 0,5) : 10 = 0,03 mol/(L·s).
Кое вещество катализира разлагането на водороден пероксид H2O2?
- NaCl
- H2O
- CO2
- MnO2
Отговор: MnO2
Манганов диоксид MnO2 ускорява разлагането 2H2O2 → 2H2O + O2, без да се изразходва.
При 20 °C реакция протича за 160 s, а γ = 2. За колко време ще протече при 50 °C?
- 40 s
- 20 s
- 80 s
- 53 s
Отговор: 20 s
Нагряване с 30 °C ускорява реакцията 23 = 8 пъти, затова времето става 160 : 8 = 20 s.