1. Strona główna
  2. Zadania maturalne z chemii

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 2025, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 10. (5 pkt)

Szybkość reakcji Wpływ czynników na przebieg reakcji Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Oblicz

W zamkniętym reaktorze zachodzi reakcja opisana równaniem:

X2 (g) + 2Y2 (g) → 2XY2 (g)

Zależność szybkości tej reakcji od stężenia opisuje poniższe równanie kinetyczne.

𝑣 = 𝑘 ∙ 𝑐𝒂X2 ∙ 𝑐𝒃Y2

Aby wyznaczyć wykładniki 𝑎 i 𝑏 w równaniu kinetycznym, przeprowadzono serię pomiarów: w temperaturze 𝑇 mierzono zależność szybkości reakcji od stężenia jednego z substratów przy stałym stężeniu drugiego. Na podstawie wyników pomiarów sporządzono poniższe wykresy zależności szybkości reakcji od:

  • stężenia substratu X2 przy stałym stężeniu 𝑐Y2 = 1 mol ∙ dm–3 (linia czerwona)
  • stężenia substratu Y2 przy stałym stężeniu 𝑐X2 = 1 mol ∙ dm–3 (linia zielona).

10.1. (0–1)

Oceń prawdziwość zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1. Zmniejszenie objętości reaktora w warunkach izotermicznych, przy niezmienionej początkowej liczbie moli substratów, skutkuje wzrostem szybkości opisanej reakcji. P F
2. Wzrost temperatury w reaktorze w warunkach izobarycznych, przy niezmienionej początkowej liczbie moli substratów, skutkuje spadkiem szybkości opisanej reakcji. P F

10.2. (0–4)

W reaktorze o pojemności 4,0 dm3 umieszczono stechiometryczną mieszaninę, zawierającą łącznie 12,0 mol gazów X2 i Y2, i zainicjowano reakcję syntezy gazu XY2. W układzie utrzymywano temperaturę 𝑇.

Na podstawie analizy wykresów ustal i napisz wartości wykładników 𝒂 i 𝒃. Następnie oblicz wartość stałej szybkości reakcji 𝒌 oraz oblicz szybkość tej reakcji w temperaturze 𝑻 w chwili, gdy w reaktorze znajdowało się łącznie 9,0 mol wszystkich gazów.

Równanie kinetyczne:

Matura Czerwiec 2025, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 6. (2 pkt)

Szybkość reakcji Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

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.
Przemiana Równanie przemiany Δ𝐻°, kJ
1. N2 (g) + O2 (g) ⇄ 2NO (g) +182,52
2. 2NO (g) + O2 (g) ⇄ 2NO2 (g) –114,14
3. 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–3 Szybkość początkowa, mol ∙ dm–3 ∙ s–1
NO O2
I 0,012 0,020 0,102
II 0,024 0,020 0,408
III 0,024 0,040 0,816
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:

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.

  1. 3,5 ∙ 103
  2. 3,5 ∙ 104
  3. 3,5 ∙ 105
  1. dm6 ∙ mol–2 ∙ s–1
  2. dm3 ∙ mol–1 ∙ s–1
  3. dm–6 ∙ mol–2 ∙ s–1

Obliczenia pomocnicze:

Zadania dodatkowe matury dwujęzycznej (tłumaczenie BiologHelp) Maj 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 6. (1 pkt)

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

W roztworze wodnym nadtlenek wodoru rozkłada się zgodnie z równaniem:

2H2O2 (aq) → 2H2O (c) + O2 (g)

Reakcja ta zachodzi powoli, stąd trudno zauważyć wydzielanie się tlenu.

Badano zależność szybkości rozkładu nadtlenku wodoru od stężenia wodnego roztworu tej substancji w temperaturze T = 40°C oraz w temperaturze T1. Wyniki eksperymentu przedstawiono na poniższym wykresie.

Źródło: H.F. Holtzclaw, W.R. Robinson, College Chemistry, Lexington, Toronto 1988.

Uzupełnij poniższe zdanie. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.
Dla danego stężenia nadtlenku wodoru szybkość jego rozkładu jest w temperaturze T1 (mniejsza / większa), niż w temperaturze T = 40 °C, co oznacza, że temperatura T1 jest (wyższa / niższa) od temperatury 40 °C.

Test diagnostyczny (matura próbna) Grudzień 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 23. (2 pkt)

Energetyka reakcji Szybkość reakcji Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Związek chemiczny o nazwie 2-metyloprop-1-en (izobutylen) jest ważnym surowcem w syntezach organicznych. Przeprowadzono dwie reakcje z udziałem 2-metyloprop-1-enu jako substratu. W reakcji I ten związek poddano polimeryzacji i otrzymano poliizobutylen. W reakcji II przeprowadzono addycję bromowodoru do 2-metyloprop-1-enu.

Addycja bromowodoru do 2-metyloprop-1-enu zachodzi zgodnie z dwuetapowym mechanizmem ukazanym na poniższym schemacie.

Na wykresie przedstawiono zmianę energii potencjalnej drobin podczas przebiegu reakcji chemicznej.

Na podstawie: J. McMurry, Chemia organiczna, Warszawa 2018.

23.1. (0–1)

Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1. Entalpia reakcji addycji bromowodoru do 2-metyloprop-1-enu przyjmuje wartość ujemną (Δ𝐻 < 0). P F
2. Reakcja addycji bromowodoru do 2-metyloprop-1-enu zachodzi zgodnie z mechanizmem nukleofilowym. P F

23.2. (0–1)

Szybkość reakcji chemicznej zależy od szybkości najwolniejszego etapu danej przemiany.

Rozstrzygnij, który etap – 1 czy 2 – jest wolniejszy, więc decyduje o szybkości reakcji addycji bromowodoru do 2-metyloprop-1-enu. Odpowiedź uzasadnij.

Rozstrzygnięcie:

Uzasadnienie:

Informator CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 59. (4 pkt)

Szybkość reakcji Oblicz
Zadanie dodane przez CKE w wersji informatora dla egzaminu maturalnego od roku szkolnego 2024/2025. Pojawiło się również na maturze czerwcowej 2024.

Równanie kinetyczne wyznacza się doświadczalnie. W tym celu dokonuje się wielokrotnego pomiaru szybkości reakcji przy zmianie stężenia tylko jednego z reagentów. Takie postępowanie pozwala określić, jak zmiana stężenia wpływa na wartość szybkości reakcji. Przeprowadzono trzy doświadczenia, w których określono początkową szybkość reakcji przebiegającej w temperaturze T według równania:

S2O2−8 (aq) + 3I− (aq) → 2SO2−4 (aq) + I−3 (aq)

Równanie kinetyczne przedstawionego procesu ma postać:

𝑣 = 𝑘 ∙ c 𝑚S2O2−8 ∙ c𝑛I−

Wartości stężenia jonów S2O2−8 i I− oraz uzyskane wartości początkowej szybkości zaniku jonów S2O2−8 podano w poniższej tabeli. Przedstawione dane pozwoliły określić współczynniki 𝑚 i 𝑛 w równaniu kinetycznym tej reakcji.

Doświadczenie Początkowe stężenie, mol · dm−3 Początkowa szybkość,
mol · dm−3 ∙ s−1
S2O2−8 I−
1. 0,15 0,21 1,14
2. 0,22 0,21 1,70
3. 0,22 0,12 0,98
Na podstawie: L. Jones, P. Atkins, Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje, Warszawa 2004.

Oblicz szybkość reakcji (wyrażoną w jednostce: mol · dm−3 · s−1) w doświadczeniu 1. w chwili, gdy w wyniku zachodzącej reakcji stężenie jonów S2O2−8 obniży się do wartości 0,10 mol · dm−3.

Matura Czerwiec 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 5. (4 pkt)

Szybkość reakcji Oblicz

Równanie kinetyczne wyznacza się doświadczalnie. W tym celu dokonuje się wielokrotnego pomiaru szybkości reakcji przy zmianie stężenia tylko jednego z reagentów. Takie postępowanie pozwala określić, jak zmiana stężenia wpływa na wartość szybkości reakcji. Przeprowadzono trzy doświadczenia, w których określono początkową szybkość reakcji przebiegającej w temperaturze T według równania:

S2O2−8 (aq) + 3I− (aq) → 2SO2−4 (aq) + I−3 (aq)

Równanie kinetyczne przedstawionego procesu ma postać:

𝑣 = 𝑘 ∙ c 𝑚S2O2−8 ∙ c𝑛I−

Wartości stężenia jonów S2O2−8 i I− oraz uzyskane wartości początkowej szybkości zaniku jonów S2O2−8 podano w poniższej tabeli. Przedstawione dane pozwoliły określić współczynniki 𝑚 i 𝑛 w równaniu kinetycznym tej reakcji.

Doświadczenie Początkowe stężenie, mol · dm−3 Początkowa szybkość,
mol · dm−3 ∙ s−1
S2O2−8 I−
1. 0,15 0,21 1,14
2. 0,22 0,21 1,70
3. 0,22 0,12 0,98
Na podstawie: L. Jones, P. Atkins, Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje, Warszawa 2004.

Oblicz szybkość reakcji (wyrażoną w jednostce: mol · dm−3 · s−1) w doświadczeniu 1. w chwili, gdy w wyniku zachodzącej reakcji stężenie jonów S2O2−8 obniży się do wartości 0,10 mol · dm−3.

Matura Czerwiec 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 4. (1 pkt)

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

Reakcja rozkładu tlenku azotu(V) przebiega według równania:

2N2O5 (g) → 4NO2 (g) + O2 (g)

Zależność szybkości tej reakcji od stężenia N2O5 przedstawia równanie kinetyczne:

𝑣 = 𝑘 ∙ cN2O5

W temperaturze 65 °C wartość stałej szybkości reakcji 𝑘 jest równa 5,2 · 10−3 s−1.

Na podstawie: L. Jones, P. Atkins, Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje, Warszawa 2004.

Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1. Stała szybkości 𝑘 opisanej reakcji prowadzonej w temperaturze T wyższej niż 65 °C będzie miała wartość mniejszą niż 5,2 · 10−3 s−1. P F
2. Początkowa szybkość reakcji rozkładu tlenku azotu(V) w temperaturze 65 °C wzrasta czterokrotnie po czterokrotnym wzroście stężenia N2O5. P F

Matura Maj 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 6. (3 pkt)

Szybkość reakcji Stężenia roztworów Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Nadtlenek wodoru jest to substancja nietrwała, którą należy przechowywać w zimnym i ciemnym miejscu, gdyż w innych warunkach ulega powolnemu rozkładowi. Postęp rozkładu nadtlenku wodoru można badać np. za pomocą techniki miareczkowania.

W termostatowanym naczyniu umieszczono roztwór H2O2 o pewnym stężeniu, który utrzymywano w temperaturze 40 °C. W równych odstępach czasowych z tego roztworu pobierano próbki, które schładzano i miareczkowano za pomocą zakwaszonego roztworu manganianu(VII) potasu o stężeniu 0,0020 mol ∙ dm−3. Podczas miareczkowania zachodziła reakcja opisana równaniem:

2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + 5O2 + K2SO4 + 8H2O

Wyznaczenie objętości zużytego roztworu KMnO4 pozwoliło obliczyć stężenie molowe H2O2 w próbce.

Objętość każdej pobieranej próbki była równa 2,0 cm3. Uzyskane wyniki przedstawiono w tabeli.
Czas, minuty 0 10 20 30
Objętość KMnO4, cm3 19,1 14,2 9,9 6,2

6.1. (0–2)

Uzupełnij poniższą tabelę, a następnie narysuj wykres przedstawiający zależność stężenia nadtlenku wodoru od czasu. Wartość stężenia zapisz w zaokrągleniu do trzeciego miejsca po przecinku.
Czas, minuty 0 10 20 30
Stężenie molowe H2O2, mol ∙ dm−3 0,048 0,036

Obliczenia pomocnicze:

6.2. (0–1)

Uzupełnij zdania. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.

Szybkość reakcji rozkładu nadtlenku wodoru wraz z upływem czasu (rośnie / maleje / nie ulega zmianie).
Szybkość reakcji rozkładu nadtlenku wodoru w temperaturze 40 °C jest (większa niż / mniejsza niż / taka sama jak) w temperaturze 20 °C.

Matura Maj 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 6. (3 pkt)

Szybkość reakcji Stężenia roztworów Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Nadtlenek wodoru jest to substancja nietrwała, którą należy przechowywać w zimnym i ciemnym miejscu, gdyż w innych warunkach ulega powolnemu rozkładowi. Postęp rozkładu nadtlenku wodoru można badać np. za pomocą techniki miareczkowania.

W termostatowanym naczyniu umieszczono roztwór H2O2 o pewnym stężeniu, który utrzymywano w temperaturze 40 °C. W równych odstępach czasowych z tego roztworu pobierano próbki, które schładzano i miareczkowano za pomocą zakwaszonego roztworu manganianu(VII) potasu o stężeniu 0,0020 mol ∙ dm−3. Podczas miareczkowania zachodziła reakcja opisana równaniem:

2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + 5O2 + K2SO4 + 8H2O

Wyznaczenie objętości zużytego roztworu KMnO4 pozwoliło obliczyć stężenie molowe H2O2 w próbce.

Objętość każdej pobieranej próbki była równa 2,0 cm3. Uzyskane wyniki przedstawiono w tabeli.
Czas, minuty 0 10 20 30
Objętość KMnO4, cm3 19,1 14,2 9,9 6,2

6.1. (0–2)

Uzupełnij poniższą tabelę, a następnie narysuj wykres przedstawiający zależność stężenia nadtlenku wodoru od czasu. Wartość stężenia zapisz w zaokrągleniu do trzeciego miejsca po przecinku.
Czas, minuty 0 10 20 30
Stężenie molowe H2O2, mol ∙ dm−3 0,048 0,036

Obliczenia pomocnicze:

6.2. (0–1)

Uzupełnij zdania. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.

Szybkość reakcji rozkładu nadtlenku wodoru wraz z upływem czasu (rośnie / maleje / nie ulega zmianie).
Szybkość reakcji rozkładu nadtlenku wodoru w temperaturze 40 °C jest (większa niż / mniejsza niż / taka sama jak) w temperaturze 20 °C.

Matura Czerwiec 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 6. (2 pkt)

Szybkość reakcji Oblicz

W roztworze alkoholowo-wodnym zawierającym bromometan oraz wodorotlenek sodu przebiega reakcja opisana równaniem:

CH3Br + OH− → CH3OH + Br−

Zależność szybkości tej reakcji od stężeń reagentów przedstawia równanie kinetyczne:

v = k ∙ cCH3Br ∙ cOH−

W temperaturze 55 °C wartość k jest równa 2,14 · 10−2 dm3 · mol−1 · s−1.

Na podstawie: R.T. Morrison, R.N. Boyd, Chemia organiczna, Warszawa 1996.

Reakcję CH3Br z NaOH prowadzono w temperaturze 55 °C. Po pewnym czasie stężenie jonów OH− – wskutek przebiegu reakcji chemicznej – zmalało z 0,060 mol ∙ dm−3 do wartości 0,050 mol ∙ dm−3, a szybkość reakcji wynosiła 1,07 · 10−5 mol ∙ dm−3 ∙ s−1.

Oblicz początkowe stężenie molowe bromometanu.

Matura Maj 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 6. (2 pkt)

Szybkość reakcji Oblicz

Pewna reakcja chemiczna:

2A (g) + B (g) ⇄ 2C (g)

przebiega w temperaturze 298 K według równania kinetycznego: 𝑣 = 𝑘 ∙ c2A ∙ cB.
Stała szybkości 𝑘 opisanej przemiany w temperaturze 298 K jest równa
6,7 ∙ 103 dm6 ∙ mol–2 ∙ s–1. Początkowe stężenie substancji A wynosiło 4 mol ∙ dm−3, a początkowe stężenie substancji B było równe 3 mol ∙ dm−3.

Oblicz szybkość opisanej reakcji w momencie, w którym przereagowało 𝟓𝟎 % początkowej ilości substancji B.

Zbiór zadań problemowych CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 4. (4 pkt)

Szybkość reakcji Oblicz

Wpływ temperatury na szybkość reakcji tłumaczy się wykładniczym wzrostem wartości stałej szybkości reakcji 𝑘. Tę zależność opisuje równanie Arrheniusa:

𝑘 = 𝐴 ∙ e–𝐸a𝑅∙𝑇

gdzie 𝐸a oznacza energię aktywacji, 𝑅 – uniwersalną stałą gazową, a 𝑇 – temperaturę bezwzględną wyrażoną w kelwinach. Czynnik e–𝐸a𝑅∙𝑇 informuje o tym, jaka część zderzających się molekuł ma energię większą lub równą energii aktywacji, natomiast czynnik 𝐴, nazywany czynnikiem przedwykładniczym, określa częstotliwości zderzeń efektywnych. Wartość czynnika 𝐴 jest w praktyce niezależna od temperatury. Równanie Arrheniusa może być przekształcone do postaci logarytmicznej:

ln(𝑘) = – 𝐸a𝑅 ∙ 1𝑇 + ln𝐴

będącej równaniem liniowym (𝑦=𝑎𝑥+𝑏), opisującym zależność logarytmu naturalnego1 ze stałej szybkości reakcji ln(𝑘) od odwrotności temperatury 1𝑇. Wartość (– 𝐸a𝑅) jest współczynnikiem kierunkowym tej prostej.

Badano przebieg reakcji chemicznej, zachodzącej między wodorem i chlorkiem bromu, przebiegającej według następującego równania reakcji:

H2 (g) + 2BrCl (g) → Br2 (g) + 2HCl (g)

Po ustaleniu mechanizmu opisanej reakcji określono jej równanie kinetyczne jako:

𝑣 = 𝑘 ∙ 𝑐H2 ∙ 𝑐BrCl

Tę reakcję przeprowadzano w różnych temperaturach należących do przedziału od 310 K do 380 K i za każdym razem wyznaczono wartość jej stałej szybkości. Otrzymane dane zestawiono w tabeli.

Nr pomiaru Temperatura 𝑇, K Stała szybkości reakcji 𝑘, dm3 ∙ mol−1 ∙ s−1
1 310 5,33∙10–3
2 320 6,90∙10–3
3 330 8,78∙10–3
4 340 11,02∙10–3
5 350 13,66∙10–3
6 360 16,73∙10–3
7 370 20,26∙10–3
8 380 24,29∙10–3

1 logarytm o podstawie równej liczbie Eulera, wynoszącej e ≈ 2,7183, podlega takim samym regułom działań jak pozostałe logarytmy o innych podstawach należących do zbioru liczb rzeczywistych.

Uzupełnij tabelę brakującymi wartościami ln(𝒌) (z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku) oraz narysuj wykres zależności logarytmu naturalnego ze stałej szybkości reakcji pomiędzy wodorem a chlorkiem bromu ln(𝒌) od odwrotności temperatury 1𝑇. Następnie oblicz wartość energii aktywacji tej reakcji.

Obliczenia pomocnicze do narysowania wykresu:

1𝑇 ∙ 105, K–1 323 313
ln(𝑘) –5,23 –4,98

Wykres:

Obliczenia:

Informator CKE matury dwujęzycznej (tłumaczenie BiologHelp), Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 9. (2 pkt)

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

Wodne roztwory manganianu(VII) potasu nie są zbyt stabilne, ze względu na reakcję rozkładu tej substancji z wodą, jak na poniższym schemacie:

MnO–4 + H2O → MnO2 (s) + O2 (g) + OH–

Reakcję rozkładu KMnO4 przyspieszają takie czynniki jak światło, podwyższona temperatura, kwasy, tlenek manganu(IV).

9.1. (0–1)

Przyspieszenie reakcji chemicznej przez jeden z produktów reakcji nazywamy autokatalizą, a produkt pełniący rolę katalizatora − autokatalizatorem.

Poniżej przedstawiono typowy wykres obrazujący zmianę szybkości reakcji autokatalitycznej względem czasu reakcji.

Uzupełnij poniższe zdania tak, aby zawierały informacje prawdziwe. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.

Reakcja autokatalityczna zachodzi przy (stałym / zmiennym) stężeniu katalizatora. Szybkość takiej reakcji początkowo wzrasta w miarę jej postępu i związanego z tym (wzrostu / spadku) stężenia produktu, który jest jej katalizatorem. Następnie szybkość autokatalitycznej reakcji maleje z powodu (wzrostu / spadku) stężenia substratów.

9.2. (0–1)

Probówkę zawierającą wodny roztwór KMnO4 umieszczono w łaźni wodnej i ogrzewano przez pewien czas.

Przeanalizuj poniższe fotografie (A−D) i wskaż te, które przedstawiają zawartość probówki z roztworem przed ogrzaniem i efekt jej ogrzania. Wpisz do tabeli odpowiednie oznaczenia literowe fotografii probówek.
Oznaczenie literowe fotografii:
przed ogrzewaniem
po ogrzewaniu

Test diagnostyczny CKE Grudzień 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 16. (2 pkt)

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

Badano kinetykę reakcji utleniania jonów bromkowych jonami bromianowymi(V) w środowisku kwasowym, która przebiega zgodnie z równaniem:

5Br– + BrO–3 + 6H+ → 3Br2 + 3H2O

Na podstawie pomiarów kinetycznych ustalono następującą zależność między szybkością tej reakcji a stężeniami reagentów:

𝑣 = 𝑘 ⸱ [Br–] ⸱ [BrO–3] ⸱ [H+]2

16.1. (0–1)

Stała szybkości reakcji w zależności od postaci równania kinetycznego może mieć różny wymiar. Niżej przedstawiono przykładowe wyrażenia oznaczone literami A–D.

  1. dm6mol2∙s
  2. dm9mol3∙s
  3. dm3∙smol
  4. 1s

Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.

Stała szybkości reakcji utleniania jonów bromkowych jonami bromianowymi(V) ma jednostkę oznaczoną literą (A / B / C / D). Jedno z podanych wyrażeń nie może być jednostką stałej szybkości reakcji. To wyrażenie oznaczono literą (A / B / C / D).

16.2. (0–1)

Oblicz, jak zmieni się szybkość opisanej reakcji, jeżeli początkowe pH roztworu będzie wyższe o 𝟎,𝟑.

Szybkość reakcji

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.

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.

b)Reakcja kwasu octowego z cynkiem przebiega zgodnie z równaniem:

Zn + 2CH3COOH → (CH3COO)2Zn + H2

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 cH2 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.

Strony