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
Podaj, ile razy zwiększy się początkowa szybkość reakcji, jeżeli w temperaturze T
stężenie wodoru podwoi się przy niezmienionym stężeniu tlenku azotu(II).
stężenie tlenku azotu(II) wzrośnie trzykrotnie przy niezmienionym stężeniu wodoru.
W reaktorze o pojemności 1 dm3 umieszczono 2,00 mole substancji A oraz 6,00 moli
substancji B i w temperaturze T przeprowadzono reakcję egzotermiczną, która przebiegła
zgodnie z poniższym schematem.
A (g) + 2B (g) ⇄ 2C (g)
Po osiągnięciu stanu równowagi stwierdzono, że substancja A przereagowała w 78%.
Oceń, czy zmieniła się (wzrosła lub zmalała), czy nie uległa zmianie wydajność reakcji
otrzymywania produktu C, jeżeli w układzie będącym w stanie równowagi nastąpił
wzrost temperatury w warunkach izobarycznych (p = const).
wzrost ciśnienia w warunkach izotermicznych (T = const).
Stężeniowa stała równowagi reakcji przebiegającej zgodnie z równaniem:
H2 (g) + CO2 (g) ⇄ CO (g) + H2O (g) ΔHor = 41,17 kJ ⋅ mol-1
w temperaturze 800 K wynosi 0,24.
Do zamkniętego reaktora o stałej objętości wprowadzono 2 mole CO2 i 2 mole H2.
W reaktorze, w którym utrzymywano temperaturę 800 K, ustalił się stan równowagi opisanej
reakcji.
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 1997, s. 144.
Określ, czy zmniejszenie o połowę objętości zamkniętego reaktora, do którego
wprowadzono 2 mole CO2 i 2 mole H2, spowoduje w temperaturze 800 K wzrost
wydajności tworzenia CO i H2O w wyniku tej reakcji. Odpowiedź uzasadnij.
Stężeniowa stała równowagi reakcji przebiegającej zgodnie z równaniem:
H2 (g) + CO2 (g) ⇄ CO (g) + H2O (g) ΔHor = 41,17 kJ ⋅ mol-1
w temperaturze 800 K wynosi 0,24.
Do zamkniętego reaktora o stałej objętości wprowadzono 2 mole CO2 i 2 mole H2.
W reaktorze, w którym utrzymywano temperaturę 800 K, ustalił się stan równowagi opisanej
reakcji.
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 1997, s. 144.
Do reaktora, w którym ustalił się stan równowagi opisanej reakcji w temperaturze 400 K, wprowadzono stały bezwodny chlorek wapnia.
Związek ten jest substancją silnie higroskopijną. Temperatura topnienia chlorku wapnia
wynosi 1048 K.
Oceń, czy wprowadzenie chlorku wapnia do reaktora wpłynęło na wydajność tworzenia
CO i H2O w opisanej reakcji. Odpowiedź uzasadnij.
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.
Podkreśl wszystkie wymienione poniżej działania, które spowodują zwiększenie
wydajności opisanej reakcji estryfikacji w temperaturze 25°C.
dodanie etanolu
dodanie wody
dodanie katalizatora
dodanie obojętnej wobec reagentów substancji higroskopijnej
