Szybkość reakcji

Oto lista zadań maturalnych z danego działu chemii. Aby skorzystać z dodatkowych opcji lub wybrać zadania z pozostałych działów kliknij poniżej.

Przejdź do wyszukiwarki zadań

 

Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2007)Zadanie 7. (2 pkt)

Szybkość reakcji Oblicz

Synteza jodowodoru przebiega zgodnie z równaniem:

H2 (g) + I2 (g) ⇄ 2HI(g)

Równanie kinetyczne tej syntezy jest następujące: ν = k ⋅ cH2 ⋅ cI2 , gdzie cH2 i cI2 oznaczają stężenie substratów. W temperaturze 400ºC stała szybkości tej reakcji k=2,42⋅10−2 mol−1 ⋅ dm3 ⋅ s−1.

Na podstawie: P.W. Atkins, Chemia fizyczna, Warszawa 2001.

W temperaturze 400ºC do reaktora o stałej pojemności równej 2 dm3 wprowadzono mieszaninę dwóch moli gazowego wodoru i jednego mola gazowego jodu. Po zamknięciu reaktora zainicjowano reakcję, przy czym utrzymywano stałą temperaturę 400ºC.

Oblicz szybkość syntezy jodowodoru w momencie, gdy reakcji uległa połowa początkowej ilości jodu.

Arkusz pokazowy CKE Marzec 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023)Zadanie 15. (3 pkt)

Szybkość reakcji Podaj/wymień Oblicz

Równanie kinetyczne reakcji opisanej równaniem:

2NO (g) + O2 (g) → 2NO2 (g)

ma postać:

v = 𝑘 ∙ c2NO ∙ cO2

Na podstawie: J. Sawicka i inni, Tablice chemiczne, Gdańsk 2004.

Szybkość reakcji chemicznej v, wyrażona w jednostce: mol ∙ dm−3 ∙ s−1, zależy od stężeń molowych substratów reakcji oraz od stałej szybkości reakcji 𝑘 – współczynnika charakterystycznego dla danej reakcji. Stała szybkości reakcji zależy od temperatury, a nie zależy od stężenia substratów.

15.1. (0–1)

Napisz jednostkę stałej szybkości reakcji 𝒌 w równaniu kinetycznym opisanej reakcji.

15.2. (0–2)

W zamkniętym reaktorze o pojemności 2 dm3 zmieszano 6 moli tlenku azotu(II) i 4 mole tlenu. Podczas reakcji utrzymywano stałą temperaturę T.

Oblicz, ile razy zmaleje szybkość opisanej reakcji w stosunku do szybkości początkowej, w momencie, w którym stężenie tlenu zmniejszy się o 1 mol ∙ dm−3.

Biomedica 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 8. (2 pkt)

Szybkość reakcji Bilans elektronowy Napisz równanie reakcji Oblicz

W wyniku reakcji kwasu bromowodorowego z kwasem bromowym(V) powstaje brom i woda. Równanie kinetyczne tej reakcji ma postać:

v = k[Br][BrO3][H+]2

8.1. (0-1)

Napisz równanie tej reakcji w formie jonowej skróconej. Uzupełnij współczynniki reakcji za pomocą bilansu jonowo-elektronowego z uwzględnieniem oddanych i przyjętych elektronów.

8.2. (0-1)

Jak zmieni się szybkość tej reakcji, jeśli stężenie każdego z substratów zmaleje dwukrotnie?

Odpowiedź:

To zadanie pochodzi ze zbioru matura 2022 wydawnictwa Biomedica
Kup pełny zbiór zadań

Informator CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2023)Zadanie 12. (1 pkt)

Szybkość reakcji Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

Skład mieszaniny można wyrazić za pomocą ułamków molowych. Ułamek molowy składnika A, xn(A), to iloraz liczby moli tego składnika, nA, i sumy liczb moli wszystkich składników mieszaniny. Np. dla mieszaniny trójskładnikowej A. B. C:

Xn(A) = nAnA + nB + nC

W pewnych warunkach ciśnienia i temperatury sporządzono mieszaninę dwóch gazowych substancji: wodoru i jodu, w zamkniętym reaktorze o objętości V = 20,0 dm3.

Po zainicjowaniu procesu opisanego równaniem:

H2 (g) + I2 (g) mieszaninę ⇄ 2HI (g)   ∆H = 26,5 kJmol HI (g)

uzyskano w stanie równowagi mieszaninę o składzie m(I2) = 381 g, n(HI) - 1,50 mol oraz pewną ilość wodoru. Sumaryczna liczba moli wszystkich składników uzyskanej mieszaniny równowagowej wynosiła 6,00 moli.

Narysuj wykres przedstawiający zmiany liczby moli wszystkich reagentów w czasie trwania reakcji: od momentu rozpoczęcia eksperymentu – P, przez moment, w którym układ osiągnął stan równowagi – R, do momentu zakończenia eksperymentu – Z. W tym celu narysuj trzy krzywe obrazujące zmiany liczb moli reagentów i wprowadź oznaczenia tych krzywych: n(H2), n(I2) oraz n(HI).

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 45. (2 pkt)

Szybkość reakcji Podaj/wymień Oblicz

Reakcja wodoru z jodem w fazie gazowej przebiega zgodnie z równaniem:

H2 (g) + I2 (g) ⇄ 2HI (g)   ΔH > 0

Do zamkniętego reaktora wprowadzono wodór i pary jodu, uzyskując stężenie początkowe wodoru równe 1,5 mol · dm−3, a jodu 1,0 mol · dm−3 i utrzymując stałą temperaturę. Szybkość reakcji chemicznej zależy od stężenia substratów. Równanie kinetyczne opisujące tę zależność dla syntezy jodowodoru ma postać: v = k ⋅ cH2 ⋅ cI2,
gdzie v jest szybkością reakcji, k jest stałą szybkości reakcji, która nie zależy od stężeń substratów, a cH2 i cI2 oznaczają stężenia substratów reakcji.

a)Wykonując obliczenia, określ, jak zmieni się (wzrośnie czy zmaleje) i ile razy szybkość tej reakcji po przereagowaniu 50% początkowej ilości jodu w stosunku do szybkości początkowej.
b)Oceń, jak zmieni się wydajność tworzenia jodowodoru (wzrośnie, zmaleje, nie zmieni się), jeżeli w reaktorze, w którym ustaliła się równowaga tej reakcji:
1) tylko wzrośnie temperatura układu.
2) tylko zmaleje ciśnienie wewnątrz reaktora.
3) tylko zwiększy się ilość jodu.

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 44. (2 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Szybkość reakcji Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Oblicz

Przeprowadzono dwa doświadczenia A i B zilustrowane poniższymi rysunkami. W każdej probówce znajdowały się kawałki blaszki cynkowej o masie 1 g i jednakowym stopniu rozdrobnienia.

a)Podaj numer probówki, w której w doświadczeniu A i w doświadczeniu B szybkość reakcji była większa. Uzasadnij swój wybór.

Reakcja kwasu octowego z cynkiem przebiega zgodnie z równaniem:

Zn + 2CH3COOH → (CH3COO)2Zn + H2

b)Wykonując obliczenia, sprawdź, czy 10 cm3 roztworu CH3COOH o stężeniu molowym równym 0,1 mol · dm−3 wystarczy do roztworzenia 1 g cynku.

Matura Czerwiec 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 8. (2 pkt)

Szybkość reakcji Oblicz

Reakcja redukcji tlenku azotu(II) wodorem przebiega zgodnie z równaniem:

2NO (g) + 2H2 (g) → N2 (g) + 2H2O (g)

Szybkość tej reakcji wyraża się następującym równaniem kinetycznym:

v = k ⋅ c2NO ⋅ cH2

W tym równaniu k jest współczynnikiem proporcjonalności zwanym stałą szybkości reakcji, cNO i cH 2 oznaczają stężenia molowe odpowiednio tlenku azotu(II) i wodoru. Stała szybkości k jest charakterystyczna dla danej reakcji, zależy od temperatury, ale nie zależy od stężenia substratów.

Na podstawie: K. Pigoń, Z. Ruziewicz, Chemia fizyczna. Podstawy fenomenologiczne, Warszawa 2007.

W zamkniętym reaktorze o pojemności 2 dm3 zmieszano 6 moli tlenku azotu(II) i 4 mole wodoru. Podczas reakcji utrzymywano stałą temperaturę.

Oblicz stosunek szybkości opisanej reakcji w chwili, gdy przereaguje 50% początkowej ilości tlenku azotu(II), do szybkości początkowej tej reakcji.

Matura Czerwiec 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 39. (1 pkt)

Szybkość reakcji Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Przygotowano wodny roztwór sacharozy, który zakwaszono kwasem siarkowym(VI) i przeprowadzono reakcję hydrolizy sacharozy w temperaturze 298 K. Ta reakcja przebiega zgodnie ze schematem:

sacharoza + woda H+ glukoza + fruktoza

W czasie doświadczenia mierzono stężenie sacharozy w mieszaninie reakcyjnej i wyniki tych pomiarów przedstawiono na poniższym wykresie.

Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 1997.

Oceń, czy poniższe informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.

1. Szybkość hydrolizy sacharozy była największa w momencie rozpoczęcia reakcji. P F
2. W momencie, w którym stężenie sacharozy wyniosło 0,15 mol ⋅ dm−3, stężenie glukozy było równe 0,75 mol ⋅ dm−3. P F
3. W opisanej reakcji hydrolizy kwas siarkowy(VI) pełni funkcję katalizatora. P F

Matura Maj 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 8. (2 pkt)

Szybkość reakcji Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

W zamkniętym reaktorze o pojemności 1 dm3 znajdowały się gazowe substancje A i B zmieszane w stosunku stechiometrycznym. Reagenty ogrzano do temperatury T i zainicjowano reakcję przebiegającą zgodnie z poniższym schematem.

A (g) + 2B (g) ⇄ 3C (g) + D (g)

Przez jedną minutę, co 10 sekund, oznaczano liczbę moli substancji A w mieszaninie reakcyjnej. Wyniki zestawiono w poniższej tabeli.

Czas, s 0 10 20 30 40 50 60
Liczba moli substancji A, mol 3,60 2,80 2,20 1,95 1,90 1,90 1,90

Uzupełnij poniższą tabelę, a następnie narysuj wykres przedstawiający zależność stężenia substancji C od czasu trwania reakcji, czyli w przedziale <0s, 60s>.

Czas, s 0 10 20 30 40 50 60
Liczba moli substancji C, mol

Matura Maj 2014, Poziom rozszerzony (Formuła 2007)Zadanie 31. (1 pkt)

Szybkość reakcji Napisz równanie reakcji

Reakcja kwasu etanowego (octowego) z etanolem prowadzona w obecności mocnego kwasu jest reakcją odwracalną, która przebiega według równania:

CH3COOH + CH3CH2OH H+ CH3COOCH2CH3 + H2O

Stężeniowa stała równowagi tej reakcji w temperaturze 25°C wynosi Kc = 4,0. Badając kinetykę reakcji kwasu etanowego z etanolem w środowisku wodnym, stwierdzono, że względny rząd reakcji dla etanolu i kwasu etanowego wynosi 1, a całkowity rząd reakcji jest równy 2. Rząd reakcji ze względu na wybrany substrat to wykładnik potęgi, w której stężenie molowe danego substratu występuje w równaniu kinetycznym tej reakcji.

Na podstawie: P. Mastalerz, Chemia organiczna, Wrocław 2000.

Napisz równanie kinetyczne opisanej reakcji estryfikacji.

Matura Czerwiec 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2007)Zadanie 14. (1 pkt)

Szybkość reakcji Podaj/wymień

W celu wyznaczenia równania kinetycznego reakcji opisanej równaniem:

2H2 (g) + 2NO (g) ⇄ N2 (g) + 2H2O (g)

do sześciu reaktorów wprowadzono jednocześnie tlenek azotu(II) i wodór. Początkowe stężenia obu reagentów oraz początkowe szybkości reakcji w każdym reaktorze (w temperaturze T) podane są w poniższej tabeli.

Reaktor Stężenie, mol · dm−3 Początkowa szybkość reakcji, mol · dm−3 · s−1
NO H2
I 0,005 0,001 v
II 0,005 0,002 2v
III 0,005 0,003 3v
IV 0,001 0,005 0,2v
V 0,002 0,005 0,8v
VI 0,003 0,005 1,8v

Przeanalizuj dane umieszczone w powyższej tabeli i napisz równanie kinetyczne opisanej w informacji reakcji, zastępując wykładniki potęg x i y w poniższym zapisie

v = k · cxNO ⋅ cyH2

odpowiednimi wartościami liczbowymi.

Matura Maj 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2007)Zadanie 11. (1 pkt)

Szybkość reakcji Oblicz

W temperaturze 25°C sacharoza hydrolizuje w środowisku o odczynie kwasowym, tak że po upływie 192 minut reakcji ulega połowa początkowej ilości disacharydu. Oznacza to, że okres półtrwania sacharozy w opisanych warunkach jest równy 192 minuty.

Na podstawie: P.W. Atkins, Chemia fizyczna, Warszawa 2001.

Oblicz, po ilu minutach ulegnie hydrolizie w opisanych warunkach 75% początkowej ilości sacharozy. Wynik podaj w zaokrągleniu do jedności.

Matura Maj 2017, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 7. (1 pkt)

Szybkość reakcji Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

Do reaktora wprowadzono próbkę gazowego związku A i zainicjowano reakcję:

A (g) ⇄ 2B (g)

Przemianę prowadzono w stałej objętości. Mierzono stężenie związku A w czasie trwania reakcji. Tę zależność przedstawiono na poniższym wykresie.

Na podstawie powyższych informacji narysuj wykres przedstawiający zależność stężenia związku B od czasu trwania reakcji.

Matura Maj 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 40. (1 pkt)

Szybkość reakcji Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Hydrolizę sacharozy można opisać równaniem:

Podczas przebiegu tego procesu w wodnym roztworze o pH = 4,5 mierzono stężenie sacharozy w stałych odstępach czasu i wyniki eksperymentu zestawiono w poniższej tabeli.

czas pomiaru, min 0 30 60 90 120 150 180
csacharozy, mol · dm−3 1,000 0,899 0,807 0,726 0,653 0,587 0,531

Na podstawie: H.E. Avery, D.J. Shaw, Ćwiczenia rachunkowe z chemii fizycznej, Warszawa 1974.

Uzupełnij poniższe zdania – wybierz i podkreśl jedno określenie spośród podanych w nawiasie oraz wpisz wartość stężenia molowego glukozy.

Reakcja hydrolizy sacharozy biegła szybciej w ciągu (pierwszych / ostatnich) 30 minut trwania eksperymentu, ponieważ szybkość reakcji zależy od stężenia substratów, które (maleje / rośnie) w miarę biegu reakcji. Stężenie molowe glukozy w badanym roztworze w czasie równym połowie całkowitego czasu wykonywania pomiarów było równe mol · dm−3.