Bài tập về tốc độ phản ứng

Chia sẻ: Đường Nguyễn | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

464
lượt xem 38
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mời các bạn cùng tham khảo nội dung tài liệu "Bài tập về tốc độ phản ứng" dưới đây để nắm bắt được nội dung và cách giải 7 câu hỏi bài tập về tốc độ phản ứng. Với các bạn đang học và ôn thi môn Hóa học thì đây là tài liệu tham khảo hữu ích.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài tập về tốc độ phản ứng

BÀI TẬP VỀ TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG1 Câu 1 : Ure được điều chế từ phản ứng nhiệt phân amonixianat H2N C NH2 NH4 OCN O Lấy 30,0 gam amonixianat hòa tan trong 1,00 lít nước. Lượng urê thu được theo thời gian qua thực nghiệm như sau: t (phút) 0 20 50 65 150 mure (gam) 0 9,4 15,9 17,9 23,2 1. Tính nồng độ mol của amonixianat ở từng thời điểm trên 2. Chứng minh phản ứng trên có bậc 2 và tính hằng số tốc độ k 3. Khối lượng của amonixianat còn lại bao nhiêu sau 30 phút? Câu 2 :1/ Ở nhiệt độ xác định T(K), hợp chất C3H6O bị phân huỷ theo phương trình: C3H6O(k) C2H4(k) + CO(k) + K2(k) Đo áp suất P của hệ theo thời gian, ghi nhận kết quả sau: t (phút) 0 5 10 15 P (atm) 0,411 0,537 0,645 0,741 a/ Chứng minh phản ứng trên có bậc 1 b/ Ở thời điểm nào, áp suất của hệ bằng 0,822 atm? 2/ Với phản ứng ở pha khí A2 + B2 2AB (*) Cơ chế của phản ứng được xác định (1) A2 2A (nhanh) (2) A + B2 AB2 (nhanh) (3) A+ AB2 2AB (chậm) Xác định biểu thức tốc độ phản ứng của (*) Câu 3 : Phản ứng trong pha khí ở 250C : 2N2O5 ⇌ 4NO2 + O2 Có hằng số tốc độ bằng 1,73.105s1 a. Hãy cho biết bậc của phản ứng và viết phương trình động học mô tả tốc độ phụ thuộc vào nồng độ chất? b. Tính tốc độ tiêu thụ N2O5 và tốc độ tạo thành NO2 , O2. .Tìm tốc độ của phản ứng xảy ra trong bình có dung tích 100 ml chứa N2O5 ở p = 0,10 atm ; ở 250C. c. Số phân tử N2O5 đã bị phân hủy?
Câu 4: N2O4 phân hủy theo phản ứng : N2O4(k) 2NO2(k) Ở 27 C và 1 atm độ phân hủy là 20 phần trăm. Xác định : 0 a) Hằng số cân bằng Kp b) Độ phân hủy ở 270C và dưới áp suất 0,1 atm c) Độ phân hủy của một mẫu N2O4 có m= 69 g, chứa trong một bình có thể tích 20l ở 270C. Câu 5 :BP (bo photphua) được điều chế bằng cách cho bo tribromua phản ứng với photpho tribromua trong khí quyển hiđro ở nhiệt độ cao (>750oC).Tốc độ hình thành BP phụ thuộc vào nồng độ của các chất phản ứng ở 800oC cho ở bảng sau: Thí nghiệm [BBr3] (mol.L–1) [PBr3] (mol.L–1) [H2] (mol.L–1) v (mol.s–1) 1 2,25.10–6 9,00.10–6 0,070 4,60.10–8 2 4,50.10–6 9,00.10–6 0,070 9,20.10–8 3 9,00.10–6 9,00.10–6 0,070 18,4.10–8 4 2,25.10–6 2.25.10–6 0,070 1,15.10–8 5 2,25.10–6 4,50.10–6 0,070 2,30.10–8 6 2,25.10–6 9,00.10–6 0,035 4,60.10–8 1)Xác định bậc phản ứng hình thành BP và viết biểu thức tốc độ phản ứng. 2)Biết năng lượng hoạt hóa của phản ứng là 186kJ.mol–1 . Tính hằng số tốc độ ở 800oC , 880oC. và tốc độ phản ứng ở 8800C với [BBr3]= 2,25.10–6 mol.L–1 ; [PBr3]= 9,00.10–6 mol.L–1 ; [H2]=0,0070 mol.L–1. Câu 6 : Cho phản ứng: A + B C + D Người ta làm thí nghiệm với những nồng độ khác nhau và thu được những kết quả sau đây (ở nhiệt độ không đổi) : Nồng độ (mol/l) Tốc độ Thí nghiệm A B (mol/phút) 1 0,5 0,5 5.10 2 2 1,0 1,0 20.10 2 3 0,5 1,0 20.10 2 1. Tính hằng số tốc độ K của phản ứng trên và viết biểu thức tốc độ phản ứng. Cho biết bậc của phản ứng? 2. Tính tốc độ phản ứng khi : [A] = [B] = 0,1 mol/l. Câu 7. 1/.Một phản ứng hoá học có năng 1ượng hoạt động hoá Eh = 20 kcal/mol. Tính xem tốc độ của phản ứng sẽ tăng lên bao nhiêu lần, khi tăng nhiệt độ phản ứng từ 200C lên 470C ? 2/.Ở nhiệt độ xác định và dưới áp suất 1atm, độ phân li của N2O4 thành NO2 là 11%. a) Tính hằng số cân bằng Kp của phản ứng b) Độ phân li sẽ thay đổi như thế nào khi áp suất giảm từ 1atm xuống 0,8atm. c) Để cho độ phân li giảm xuống còn 8% thì phải nén hỗn hợp khí tới áp suất nào ? Kết quả nhận được có phù hợp với nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelie không ? Vì sao ? HẾT
1/. Áp dụng công thức , ta có : k 47 E �1 1 � 20000 � 1 1 � lg = h . � − �= � − � ………………………………….. k 20 4,58 �T1 T2 � 4,58 �293 320 � Tính toán cho biết : k 40 = 18 , tức là tốc độ phản ứng tăng lên 18 lần. ………………………………. k 20 2/. a) N2O4 ⇌ 2NO2 , 1 – a 2a 2a từ đó ta có : PNO 2 . P 1 a 1 a PN 2O 4 . P ……………………………………………………. 1 a Như vậy : 2 PNO 4a 2 2 Kp = . P …………………………………………… PN 1 a2 2O 4 Với a = 0,11 và P = 1. Ta có Kp = 0,049 ………………………… b) Khi P = 0,8 atm. Thế vào phương trình trên ta được a = 0,123. ……………… c) Với a = 0,08 atm. Thế vào phương trình trên ta được P = 1,9 atm. ………….. Như vậy khi tăng áp suất từ 1 atm lên 1,9 atm cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch (Phù hợp với nguyên lí chuyển dịch cân bằng). ……………………. Ở điều kiện chuẩn (1 atm và 250C) : 0 0 H0pư = HS( N O ) – 2 HS( NO ) = 2309 – 2.8091 = –13873 (cal/mol)……………….. 2 4 2 0 0 S0pư = S( N O ) – 2 S( NO ) = 72,7 – 2.57,5 = –42,2 (cal.mol–1.K–1) ……………………. 2 4 2 Áp dụng : G0T = H0pư – T S0pư để tính G ở các nhiệt độ khác nhau. (Vì H0 và S0 biến thiên không đáng kể theo nhiệt độ, nên có thể sử dụng để tính G ở các nhiệt độ khác nhau theo công
thức nêu ra.) a) Ở 00C, tức 273K : G0273 = –13873 + 42,2.273 = –2352 (cal/mol) . ………………………………. G0273 0 ………………………….. Vậy phản ứng lúc này diễn ra theo chiều nghịch. ………………………………………. c) Khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng ở nhiệt độ T nào đó thì G0T = 0. Khi đó : –13873 + 42,2.T = 0 13873 T = = 329 (K) hay 560C ……………………………………………….. 42, 2 Ở nhiệt độ t > 560C (hay T > 329K) thì : G0T = –13873 + 42,2T > 0, phản ứng diễn ra theo chiều nghịch. ………………… Ở nhiệt độ t
Từ TN1 và TN6 ta có : (0,070/0,035)z=(4,60/4,60)z=0 Bậc đối với BBr3 là 1, bậc đối với PBr3 la 1, bậc đối với H2 là 0 Bậc của phản ứng là 2 Biểu thức tốc độ phản ứng: v = k[BBr3][PBr3] 2) k800 = 4,60.10–8/2,25.10–8.9,00.10–6 = 2272L2.s–1.mol–1 Ea 1 1 lg k 2 − lg k1 = − ( − ) 2,303.R T2 T1 Thay Ea = 186kJ.mol–1, k1=2272L2.s–1.mol–1, T2=880+273=1153K, T1=800+273=1073K, R=8,314.10–3kJ.K–1.mol–1  lgk2 3,9846  k2 9651,62L2.s–1.mol–1 Ở 8800C : Với :[BBr3]= 2,25.10–6 mol.L–1 ;[PBr3]= 9,00.10–6 mol.L–1 ; [H2]=0,0070 mol.L–1 v=9651,62 2,25.10–6 9,00.10–6= 19,54.10–7 mol.s–1 GIẢI a) Gọi độ phân hủy của N2O4 ở 270C và 1 atm là . Theo điều kiện bài toán = 0,2. N2O4(k) 2NO2(k) ở t = 0 : 1 mol 0 mol ở t = 2cb : (1 – ) mol 2 mol Tổng số mol khí trong hỗn hợp lúc cân bằng : n = 1 – = 1 + 2 Áp suất riêng của các khí trong hỗn hợp lúc cân bằng là : 1 N 2O 4 Pch 1 2 PNO2 Pch 1 Với Pch là áp suất chung của hệ : 2 2 .Pch 2 1 4 2.Pch 4 2 K p PNO2 / PN2O4 Pch 1 (1 )(1 ) 1 2 .Pch 1 Thay Pch bằng 1 atm và = 0,2 vào biểu thức trên ta được : 4.0,22 Kp .1 0,17 1 0,22 b) Vì hằng số cân bằng Kp (cũng như Kc) chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ cho nên ở 270C khi Pch = 0,1 atm, Kp vẫn giữ nguyên giá trị 0,17. Gọi độ phân hủy của N2O4 ở điều kiện mới này là ' , sử dụng kết quả thu được ở (a), ta có : 4α '2 4α '2 0,17 = P ' ch = 0,1 1 − α '2 1 − α '2 Giải phương trình bậc hai này, chọn ' > 0, ta được ' = 0,55.
c) Số mol N2O4 : n = 69/92 = 0,75 mol. Gọi độ phân hủy của N2O4 ở điều kiện đã cho là '': N2O4(k) 2NO2(k) t = 0 0,75 mol 0 mol t = tcb 0,75(1 – '') 0,75.2 '' Tổng số mol khí trong hỗn hợp lúc cân bằng là : n' 0,75(1 '') 0,75.2 '' 0,75(1 '') Áp suất của hỗn hợp khí (với giả thiết rằng các khí là lí tưởng) : PV = n’RT P = n’RT/V Lí luận tương tự phần (b), ta có : 4 ''2 4a''2.0,75(1 '' )RT 4 ''2 .0,75.0,082.(27 273) Kp 0,17 .P 1 (1 '' )(1 '' ).V ''2 (1 '' ).20 Giải phương trình bậc hai này, chọn '' > 0, ta có '' = 0,19. GIẢI a) Phản ứng trong pha khí ở 250C : 2N2O5 ⇌ 4NO2 + O2 dC N2O5 1 dCNO2 dCO2 phản ứng = − 1 =+ =+ (1) 2 dt 4 dt dt nN O Pi 0,1 b) pi V = ni RT C N O = 2 5 2 5 = = 0, 082 298 = 4,092.103(mol.l1) V RT 8 1 1 = k C N O = 1,73.10 4,092.10 = 7,079. 10 mol. l .s . 5 3 phản ứng 2 5 Từ phương trình 2N2O5 (k) ⇌ 4NO2 (k) + O2 (k) và phương trình tốc độ (1) dC N O nên tiêu thụ (N2O5) = − 2 5 = 2V phản ứng = 2 7,079. 108= 1,4158.107mol.l1.s1. dt Dấu trừ để chỉ N2O5 bị mất đi. hình thành (NO2)= 4 phàn ứng = 4 7,079. 108 = 2,831.107 mol.l1.s2. hình thành (O2) = phàn ứng = 7,079. 108 mol.l1.s2 c. Số phân tử N2O5 bị phân hủy = tiêu thụ (N2O5) Vbình t N0(số avogadrro) = 1,4158.107 0,1 1 6,023.1023 = 8,5274.1015 phân tử GIẢI 1) a/ Để chứng minh phản ứng : C3H6O  C2H4(k) + CO(k) + H2(k) là phản ứng bậc nhất dựa vào thực nghiệm ta phải kiểm chứng
1 P0 k ln là hằng số t Pt trong đó Pt là áp suất riêng của C3H6O lúc t C3H6O (k)  C2H4 (k) + CO(k) + H2(k) Áp suất đầu P0 Áp suất lúc t P0 –P’ P’ P’ P’ Áp suất của hệ lúc t = P0 +2P’ = P P P0 3P0 P P' Pt 2 2 t (phút) 0 5 10 15 Pt (atm) 0,411 0,348 0,294 0,246 Thực hiện các phép tính 0,411 ln 0,348 1 k1 0,033 ph 5 Vậy có thể coi 0,411 ln 0,294 1 k2 0,033 ph 10 k1 = k2 = k3 = k 0,411 ln 0,246 1 k3 0,034 ph 15 k = 0,033ph1 Vậy phản ứng phân hủy C3H6O bậc nhất b/ Khi P = 0,822 = P0 +2P’ = 0,411 + 2P’ 0,411 P0 P' 2 2 Áp suất riêng của C 3H6O giảm còn phân nửa nên thời gian xảy ra phản ứng chính là bán sinh phản ứng t1 2 t 0,693 0,693 1 2 21 phút k 0,033
2 A 2 2) A2 2A k1 A k1 A2 A2 AB2 k2 AB2 k 2 A B2 A B2 AB2 A B2 A + AB2  2AB V =k’ [A] [AB2] = k’k2 [A]2 [B2] V = k’k2k1 [A2][B2] = K[A2][B2] Vậy phản ứng đã cho có bậc 1 theo A2, bậc 1 theo B2 và bậc chung là 2 GIẢI 1. Nồng độ của amonixianat ở các thời điểm 0,5 30 1 –1 no = = 0,5 mol C 60 o = = 0,5 mol.L Do thể tích dung dịch là 1L mt 60 –1 Ct = mol.L ; mt = 30 – mure (lúc t) Thay số: t (phút) 0 20 50 65 150 CNH4 OCN 0,5 0,343 0,235 0,202 0,113 1 (mol.L ) 2. Để chứng minh phản ứng trên có bậc 2, ta kiểm chứng 1 1 1 1 Co Ct = t Ct Co t Co .Ct k= Giá trị của k trong các khoảng thời gian tương ứng Δt (phút) 20 50 65 150 k – 0,0458 0,0451 0,0454 (L.mol 0,0457 1 1 ph ) Vậy phản ứng trên có bậc 2, 0,0458+0,0451+0,0454+0,0457 4 –1 –1 k= = 0,0455 L.mol .ph 3. Khối lượng của amonixianat sau 30 phút tính bằng công thức
1 1 = +kt C C v t o ới t = 30 1 1 = +0,0455.30=3,365 Ct 0,5 1 3,365 –1 Ct = = 0,297 mol.L m(NH OCN) (tại t = 30 phút) = 60. 0,297 = 17,82g 4