Sprawdź się

Pokaż ćwiczenia:

Ćwiczenie 1

Do zamkniętego reaktora o pojemności 1 ${dm}^{3}$ wprowadzono 0,50 mola reagenta A oraz 1,80 mola reagenta B. Mieszaninę ogrzano do temperatury T i zainicjowano reakcję chemiczną przebiegającą zgodnie z poniższym równaniem.

A_{(g)} + 3 B_{(g)} ⇄ 2 C_{(g)}

Przez 100 sekund oznaczano stężenie substancji A w mieszaninie reakcyjnej, co obrazuje poniższy wykres.

RCLhpTsd2Df7s

Na ilustracji znajduje się wykres przedstawiajacy zależność stężenia molowego substratu A w jednostce mol na decymter sześcienny, od czasu w sekundach. Czas 0: stężenie molowe 0,5| czas 20 sekund: stężenie molowe 0,3| czas 40 sekund: stężenie molowe 0,15| czas 60 sekund: stęzenie molowe 0,1| czas 80 sekund: stężenie molowe 0,1| czas 100 sekund: stężenie molowe 0,1 — Źródło: GroMar Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Uzupełnij poniższą tabelę wartościami liczb moli, wyrażającymi zmianę zawartości substratu B w mieszaninie reakcyjnej, w czasie pierwszych 80 sekund trwania reakcji.

RaI7KUbQ37X6W

Ćwiczenie 2

Naszkicuj wykres zależności zmiany energii wewnętrznej od czasu dla podanej egzoenergetycznej reakcji chemicznej. Uwzględnij wszystkie ważne opisy, charakteryzujące ten wykres, i napisz, jak wygląda przykładowy kompleks aktywny dla poniższej reakcji.

Opisz wykres zależności zmiany energii wewnętrznej od czasu dla podanej egzoenergetycznej reakcji chemicznej. Uwzględnij wszystkie ważne opisy, charakteryzujące ten wykres, i napisz, jak wygląda przykładowy kompleks aktywny dla poniższej reakcji.

A + B \to C

Rw7B45rQsOwux

RMFuAVVONpd03

R1YvtFgIyOLH6

Ilustracja przedstawiająca wykres zależności energii wewnętrznej od czasu dla reakcji egzoenergetycznej. Początkowa energia substratów stanowi ją odcinek poziomy, rozpoczęcie reakcji powoduje wzrost funkcji do osiągnięcia maksimum, w którym energia jest największa i równa energii kompleksu aktywnego. Dalej funkcja maleje do momentu osiągnięcia wartości równej energii produktów, których to energia jest mniejsza niż energia substratów. Na wykresie zaznaczono energię aktywacji jako różnicę energii kompleksu aktywnego i energii substratów. Ponadto zapisano równanie reakcji A dodać B, strzałka w prawo, za strzałką C. — Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Kompleks aktywny: $[AB] *$

Ćwiczenie 3

Nadtlenek wodoru jest związkiem nietrwałym i ulega rozkładowi zgodnie z równaniem:

2 H_{2} O_{2} \to 2 H_{2} O + O_{2}

W temperaturze pokojowej reakcja ta zachodzi powoli, można ją natomiast przyspieszyć dzięki zastosowaniu katalizatora. Na poniższym wykresie zobrazowano wpływ obecności identycznej ilości trzech związków chemicznych na rozkład nadtlenku wodoru.

RSZOC6q8aPVn1

Na ilustracji znajduje się wykres przedstawiajacy zależność objętości wydzielonego tlenu w centymetrach sześciennych od czasu w sekundach. Najwyższe wartości objętości wydzielonego tlenu osiągaMnO2, niższe wartości osiąga CuO a najniższe ZnO — Źródło: GroMar Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Napisz nazwę systematyczną tego związku, który jest najefektywniejszym katalizatorem reakcji rozkładu nadtlenku wodoru, spośród przedstawionych na wykresie.

R1487X2kfT67H

RWsgAfIjIF7x5

Ćwiczenie 4

Zaznacz postulaty teorii kompleksu aktywnego.

RLIs7gR8c82Ti

Ćwiczenie 5

Pewna reakcja $A_{(g)} {→ B}_{(g)}$ przebiega w dwóch etapach przez jeden produkt przejściowy. Na podstawie poniższych informacji narysuj wykres, który właściwie ją opisuje (zależność energii wewnętrznej od czasu).

E1: A → C deltaH > 0

E2: C → B deltaH > 0

Rpfm4LxplVcOH

Pewna reakcja $A_{(g)} {→ B}_{(g)}$ przebiega w dwóch etapach przez jeden produkt przejściowy. Na podstawie poniższych informacji opisz wykres, który właściwie ją przedstawi (zależność energii wewnętrznej od czasu).

E1: A → C deltaH > 0

E2: C → B deltaH > 0

R1Y2rDOW6UXpU

Ćwiczenie 6

Uczeń przeprowadził doświadczenie chemiczne, mające na celu sprawdzenie wpływu temperatury, katalizatora oraz rozdrobnienia substratu na przebieg reakcji.

Do trzech różnych probówek dodano takie same ilości rozdrobnionego cynku. Do każdej z nich dodano roztwór kwasu chlorowodorowego o stężeniu 1 $\frac{mol}{{dm}^{3}}$ .

Do probówki drugiej dodano katalizator w postaci siarczanu(VI) miedzi(II).

Następnie probówkę pierwszą ogrzano w celu sprawdzenia, jak reakcja przebiega w podwyższonej temperaturze.

Dla wszystkich probówek zbierano wydzielający się gaz i zapisano obserwacje.

Oceń poprawność przeprowadzonego doświadczenia.
Napisz, jak poprawnie powinny wyglądać poszczególne próby w przypadku stwierdzenia przez Ciebie niepoprawności ich przeprowadzenia.
Zapisz w szkicowniku równanie reakcji chemicznej, która przebiegała w probówce drugiej.

RZ1oppE6qJykw

R1OCzhWyLa8NV

Doświadczenie zostało źle wykonane.
Próba 1: Uczeń powinien przygotować dwie probówki do sprawdzenia wpływu temperatury na reakcję. Wówczas jedną probówkę należy pozostawić w temp. pokojowej, a drugą ogrzewać i zapisać obserwacje.
Próba 2: Uczeń powinien przygotować dwie probówki. Jedynie w pierwszej z nich użyć katalizatora i obserwować różnicę przebiegu reakcji.
$Zn + 2 HCl \overset{{CuSO}_{4}}{\to} {ZnCl}_{2} + H_{2}$
Próba 3: Uczeń powinien przygotować dwie probówki – w pierwszej z nich powinien zastosować cynk o mniejszym rozdrobnieniu, a w drugiej –o większym rozdrobnieniu.

Ćwiczenie 7

Rozkład nadtlenku wodoru, w obecności katalizatora, przebiega zgodnie z równaniem kinetycznym:

v = k \cdot C_{m_{H_{2} O_{2}}}

Katalizator dodano do kolby zawierającej roztwór $H_{2} O_{2}$ , o stężeniu 10 $[\frac{mol}{{dm}^{3}}]$ . Po upływie 2 minut zaobserwowano spadek stężenia $H_{2} O_{2}$ do 8 $[\frac{mol}{{dm}^{3}}]$ , po upływie 4 minut stężenie $H_{2} O_{2}$ wynosiło 6 $[\frac{mol}{{dm}^{3}}]$ , a po upływie 8 minut zaledwie 2 $[\frac{mol}{{dm}^{3}}]$ .

A. Korzystając z powyższego opisu, uzupełnij tabelę i narysuj wykres zależności stężenia nadtlenku wodoru od czasu.

B. Wiedząc, że k = 0,063 $[\frac{1}{\min}]$ , oblicz, po jakim czasie szybkość reakcji będzie równa ʋ = 0,315 $(\frac{mol}{{dm}^{3} \cdot \min})$ .

RhZmyvQ7mbJB2

Źródło: GroMar Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.

R15kLiEbFtlE7

R8xhbJsRyZ5mK

A. Korzystając z powyższego opisu, uzupełnij oraz podaj, jaką postać będzie miał wykres zależności stężenia nadtlenku wodoru od czasu.

B. Wiedząc, że k = 0,063 $(\frac{1}{minutę})$ , oblicz, po jakim czasie szybkość reakcji będzie równa ʋ = 0,315 $(\frac{mol}{{dm}^{3} \cdot \min})$ .

RhLiUVSsCAquw

ʋ = k \cdot C

C = \frac{ʋ}{k}

C = \frac{0, 315 \frac{mol}{{dm}^{3} \cdot \min}}{0, 063 \frac{1}{\min}} = 5 \frac{mol}{{dm}^{3}}

Posługując się wykresem, odczytujemy, że stężenie 5 $\frac{mol}{{dm}^{3}}$ $H_{2} O_{2}$ zostanie osiągnięte po czasie 5 minut.

RQpN2we1E7gLO

Ilustracja przedstawiająca wykres zależności stężenia molowego w molach na decymetr sześcienny od czasu wyrażonego w minutach. Na osi stężenia wartości od zera do czternastu, na osi czasu od zera do ośmiu. Wykres ma początek w punkcie (0; 10) i stanowi odcinek mający koniec w punkcie o współrzędnych (8; 2). Jest to funkcja liniowa malejąca — Wykres zależności stężenia od czasu
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ćwiczenie 8

Na podstawie poniższych schematów zaproponuj doświadczenie pokazujące różnicę między procesem endotermicznym a egzotermicznym i odpowiedz na poniższe pytania.

RBjDdtXbQMDQ2

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

W zlewce numer jeden i dwa znajduje się po 50 centymetrów sześciennych wody. Do zlewki numer jeden dodano 10 centymetrów sześciennych kwasu siarkowego. Do zlewki numer dwa – 15 gramów azotanu amonu. Zaproponuj doświadczenie pokazujące różnicę między procesem endotermicznym a egzotermicznym i odpowiedz na poniższe pytania.

Dlaczego w trakcie dwóch procesów następuje zmiana temperatury?
W której zlewce nastąpił wzrost, a w której spadek temperatury?
Na podstawie doświadczenia opisz, na czym polega proces egzoenergetyczny, a na czym endoenergetyczny.

Rzvtb5SLwe1Kr

RNOcUWMRFfQ6W

Opis doświadczenia

Zlewka I. Do zlewki nalano 50 ${cm}^{3}$ wody i zmierzono jej temperaturę. Następnie powoli wkroplono 10 ${cm}^{3}$ stężony kwas siarkowy(VI) i całość zamieszano bagietką, po czym zmierzono temperaturę. Entalpia procesu deltaH < 0.

Zlewka II. Do zlewki nalano 50 ${cm}^{3}$ wody i zmierzono jej temperaturę. Następnie wsypano 15 g azotanu(V) amonu i całość zamieszano bagietką, po czym zmierzono temperaturę. Entalpia procesu deltaH > 0.

W obydwu reakcjach następuje zmiana temperatury, ponieważ jedna z nich to reakcja endoenergetyczna (tu endotermiczna), a druga egzoenergetyczna (tu egzotermiczna).
Wzrost temperatury nastąpił w Zlewce I, a spadek w Zlewce II.
Proces egzoenergetyczny – jest to proces, który przebiega z wydzieleniem energii z układu reakcyjnego do otoczenia, jak ma to miejsce w Zlewce I.
Proces endoenergetyczny – jest to proces, która przebiega z pochłanianiem energii z otoczenia do układu reakcyjnego, co obserwujemy w Zlewce II.

Animacja

Dla nauczyciela