ZADANIE 1. Czas połowicznego rozpadu dla pewnej reakcji

DUŻE KOŁO CHEMICZNE 3GA 2012/2013
POWTÓRZENIE Z1/Z2 (KINETYKA/RÓWNOWAGI GAZOWE)
opr. Kuba Skrzeczkowski
CZAS: 90 MINUT
ZADANIE 1. Czas połowicznego rozpadu dla pewnej reakcji pierwszego rzędu wynosi 10 min.
Jaki jest czas po którym przereaguje 2/5 początkowej ilości substratu w tej reakcji?
ZADANIE 2. Rozkładano pewien organiczny nitryl otrzymując dane kinetyczne:
Wyznacz rząd reakcji, stałą szybkości oraz czas połowicznej przemiany.
ZADANIE 3. (finał 47 OCh) Syntezowano fosgen z chloru oraz CO wychodząc z równomolowej
mieszaniny substratów. Otrzymano dane kinetyczne prezentujące ciśnienie całkowite
w reaktorze w zależności od czasu (stała objętość, stała temperatura). Wyznacz rząd reakcji
(całkowity) oraz stałą szybkości. Uwaga! By uprościć sobie zadanie możesz w równaniu
kinetycznym zamiast stężeń umieścić ciśnienia reagentów. Wtedy jednak wszystkie wzory w
kinetyce zamiast stężeń zawierają ciśnienia (adnotacja wyciągnięta z klucza zadania).
Komentarz 1 przed rozwiązaniem: Równanie kinetyczne nie musi więc przyjmować postaci
wiążącej szybkości ze stężeniami ale np. z ciśnieniami:
tyle, że wtedy w kolejnych
zależnościach też umieszczamy ciśnienie, tj.
a nie stężenia.
Komentarz 2 przed rozwiązaniem: Warto zauważyć, że czasami szybkość zależy od ilości
dwóch różnych substratów. Np. v = k [A] [B]. Jeśli stężenia początkowe są różne to nie
umiemy tego policzyć ale jeśli stężenia początkowe są równe oraz ich zmiana zachodzi tak
samo (tj. gdy reaguje x A to musi reagować też x B) to [A] = [B] w dowolnej chwili reakcji a to
oznacza v = k [A]2 i pozwala już korzystać z naszych wzorów.
ZADANIE 4. Dla reakcji syntezy chlorowodoru z chloru i wodoru w temp. 930,5 K stała
równowagi ciśnieniowa wynosi 1,00.
a. Wyznacz skład mieszaniny w stanie równowagi jeśli na początku było 2 mole wodoru
oraz 3 mole chloru.
b. Jak zmieniłby się stopień przereagowania gdyby dodatkowo w układzie byłby (na
samym początku!) 1 mol HCl?
(powiedzieć o możliwości skracania się wszystkich czynników jeśli Δngaz = 0)
ZADANIE 5. Do reakcji przemysłowej syntezy metanolu wzięto tlenek węgla i wodór w
stosunku molowym 2,5 : 3,0. Po osiągnięciu przez układ stanu równowagi stwierdzono, że w
mieszaninie reakcyjnej jest 10%obj wodoru. Ciśnienie wynosiło 5 × 106 Pa. Reakcja przebiega
w fazie gazowej. Oblicz stałą równowagi Kp. (XVII Konkurs Politechniki Warszawskiej (3)