Вариант № 1

1) Реакция идет по уравнению: А+2В=С. Все вещества в ходе реакции меняют свою концентрацию и являются газами. Как изменится скорость реакции, если давление увеличить в 2 раза?

Решение:

Согласно закону действующих масс запишем выражение для скорости прямой реакции: . При увеличении давления концентрации всех газообразных реагирующих веществ увеличиваются прямо пропорционально по закону Менделеева-Клапейрона. Следовательно, при увеличении давления в 2 раза отношение скоростей можно записать следующим образом: .

Ответ: увеличится в 8 раз.

2) Реакция между веществами А и В выражается уравнением: 2А + 2В = А₂В₂. Начальная концентрация вещества [А] = 0,3 моль/л, [B] = 0,5 моль/л. Константа скорости реакции имеет численное значение 0,6. Рассмотрите начальную скорость и скорость реакции по истечению некоторого времени, когда концентрация вещества А уменьшится на 0,1 моль/л.

Примечание: согласно уравнению реакции она должна быть сложной, но для расчета предположим, что она простая.

Решение:

1) По закону действующих масс для простой реакции . Следовательно, численное выражение начальной скорости реакции составит: .

2) Т.к. концентрация А уменьшилась на 0,1 моль/л, то, по уравнению реакции, концентрация В тоже уменьшится на 0,1 моль/л.

3) Запишем выражение для скорости реакции в этот момент времени:

Ответ: начальная скорость 0,0135 моль/лс; конечная скорость 0,00384 моль/лс.

3) Во сколько раз возрастает скорость химической реакции при повышении температуры с 25С до 45С, если известно, что с повышением температуры на каждые 10, скорость возрастает в 2,5 раза?

Решение:

1) Подставим в выражение правила Вант-Гоффа имеющиеся величины:

(раз).

Ответ: скорость возрастет в 6,25 раз.

4) Как нужно изменить давление в системе, чтобы увеличить скорость простой реакции Н₂ + I₂  2HI в 9 раз?

Решение:

1) Запишем закон действующих масс для данной простой реакции:

.

2) Пусть давление в системе увеличится в х раз. Тогда парциальные давления веществ тоже увеличились в х раз. Найдем соотношение скоростей:

.

Ответ: давление в системе надо увеличить в 3 раза.

5) Реакция первого порядка проходит на 30% за 35 мин. Какова скорость реакции при концентрации реагирующего вещества 0,01 моль/л?

Примечание. Уравнение первого порядка: v=kC, где v – скорость реакции, k – константа скорости, С – концентрация реагента.

Поскольку и одновременно v=kC, то, решая это дифференциальное уравнение, получаем следующее выражение: , используя которое можно решить эту задачу.

Решение:

1) Концентрации в данном выражении могут быть взяты в %, т.к. берутся не абсолютные величины, а их соотношение. Таким образом, найдем константу скорости реакции:

.

2) Подставим значение константы в закон действующих масс:

v = kC = 0,01 мин^‑10,01 моль/л = 10^‑4 моль/лмин.

Ответ: 10^‑4 моль/лмин.

6) Энергия активации гидролиза сахарозы в присутствии кислоты при 37С равна 102 кДж/моль, а в присутствии фермента сахарозы – 35 кДж/моль. Во сколько раз быстрее протекает реакция в присутствии фермента?

Решение:

По уравнению Аррениуса константа скорости реакции (единичная скорость реакции) равна: . Найдем отношение единичных скоростей реакции при данных условиях:

Ответ: реакция в присутствии фермента протекает в 1,9510¹¹ раз быстрее.

7) Появление изотопа йода (¹³¹I) имеет место при авариях на АЭС. Период полураспада его 8 суток. За какое время этот изотоп распадется на 99,99%.

Решение:

Радиоактивный распад изотопов протекает по уравнению первого порядка (см. задачу № 5). Время полураспада связано с константой распада следующим выражением: . Запишем решение уравнения первого порядка через время полураспада: . Найдем значение t:

Ответ: за 106,3 суток изотоп ¹³¹I распадется на 99,99%.

Не мы идем по Пути, но Путь идет через нас.

Дао-де-Цзин.