13.12: تمرینات
- Page ID
- 215979
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\( \newcommand{\dsum}{\displaystyle\sum\limits} \)
\( \newcommand{\dint}{\displaystyle\int\limits} \)
\( \newcommand{\dlim}{\displaystyle\lim\limits} \)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\)
\( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\)
\( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\)
\( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
\( \newcommand{\vectorA}[1]{\vec{#1}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorAt}[1]{\vec{\text{#1}}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorB}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vectorC}[1]{\textbf{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorD}[1]{\overrightarrow{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorDt}[1]{\overrightarrow{\text{#1}}} \)
\( \newcommand{\vectE}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash{\mathbf {#1}}}} \)
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\(\newcommand{\longvect}{\overrightarrow}\)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\(\newcommand{\avec}{\mathbf a}\) \(\newcommand{\bvec}{\mathbf b}\) \(\newcommand{\cvec}{\mathbf c}\) \(\newcommand{\dvec}{\mathbf d}\) \(\newcommand{\dtil}{\widetilde{\mathbf d}}\) \(\newcommand{\evec}{\mathbf e}\) \(\newcommand{\fvec}{\mathbf f}\) \(\newcommand{\nvec}{\mathbf n}\) \(\newcommand{\pvec}{\mathbf p}\) \(\newcommand{\qvec}{\mathbf q}\) \(\newcommand{\svec}{\mathbf s}\) \(\newcommand{\tvec}{\mathbf t}\) \(\newcommand{\uvec}{\mathbf u}\) \(\newcommand{\vvec}{\mathbf v}\) \(\newcommand{\wvec}{\mathbf w}\) \(\newcommand{\xvec}{\mathbf x}\) \(\newcommand{\yvec}{\mathbf y}\) \(\newcommand{\zvec}{\mathbf z}\) \(\newcommand{\rvec}{\mathbf r}\) \(\newcommand{\mvec}{\mathbf m}\) \(\newcommand{\zerovec}{\mathbf 0}\) \(\newcommand{\onevec}{\mathbf 1}\) \(\newcommand{\real}{\mathbb R}\) \(\newcommand{\twovec}[2]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\ctwovec}[2]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\threevec}[3]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cthreevec}[3]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fourvec}[4]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfourvec}[4]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fivevec}[5]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfivevec}[5]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\mattwo}[4]{\left[\begin{array}{rr}#1 \amp #2 \\ #3 \amp #4 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\laspan}[1]{\text{Span}\{#1\}}\) \(\newcommand{\bcal}{\cal B}\) \(\newcommand{\ccal}{\cal C}\) \(\newcommand{\scal}{\cal S}\) \(\newcommand{\wcal}{\cal W}\) \(\newcommand{\ecal}{\cal E}\) \(\newcommand{\coords}[2]{\left\{#1\right\}_{#2}}\) \(\newcommand{\gray}[1]{\color{gray}{#1}}\) \(\newcommand{\lgray}[1]{\color{lightgray}{#1}}\) \(\newcommand{\rank}{\operatorname{rank}}\) \(\newcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\col}{\text{Col}}\) \(\renewcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\nul}{\text{Nul}}\) \(\newcommand{\var}{\text{Var}}\) \(\newcommand{\corr}{\text{corr}}\) \(\newcommand{\len}[1]{\left|#1\right|}\) \(\newcommand{\bbar}{\overline{\bvec}}\) \(\newcommand{\bhat}{\widehat{\bvec}}\) \(\newcommand{\bperp}{\bvec^\perp}\) \(\newcommand{\xhat}{\widehat{\xvec}}\) \(\newcommand{\vhat}{\widehat{\vvec}}\) \(\newcommand{\uhat}{\widehat{\uvec}}\) \(\newcommand{\what}{\widehat{\wvec}}\) \(\newcommand{\Sighat}{\widehat{\Sigma}}\) \(\newcommand{\lt}{<}\) \(\newcommand{\gt}{>}\) \(\newcommand{\amp}{&}\) \(\definecolor{fillinmathshade}{gray}{0.9}\)تفاوت بین نرخ متوسط، نرخ اولیه و نرخ لحظه ای چیست؟
ازن با توجه به معادله به اکسیژن تجزیه می شود معادله ای را بنویسید که عبارات نرخ این واکنش را از لحاظ ناپدید شدن O 3 و تشکیل اکسیژن مرتبط می کند.
در صنعت هستهای از تری فلوئورید کلر برای تهیه هگزافلوراید اورانیوم استفاده میشود که یک ترکیب فرار از اورانیوم است که در جداسازی ایزوتوپهای اورانیوم استفاده میشود. تری فلوئورید کلر توسط واکنش تهیه می شود معادله ای را بنویسید که عبارات سرعت این واکنش را از نظر ناپدید شدن Cl 2 و F 2 و تشکیل ClF 3 مرتبط می کند.
مطالعه میزان دیمریزاسیون C 4 H 6 داده های نشان داده شده در جدول را نشان داد:
| زمان (ها) | ۰ | ۱۶۰۰ | 3200 | ۴۸۰۰ | ۶۲۰۰ |
| [C 4 H 6] (متر) | ۱٫۰۰ ۱۰ −۲ | ۵٫۰۴ ۱۰ −۳ | ۳٫۳۷ ۱۰ −۳ | ۲٫۵۳ ۱۰ −۳ | ۲٫۰۸ ۱۰ −۳ |
- میزان متوسط دیمریزاسیون بین 0 تا 1600 ثانیه و بین 1600 ثانیه و 3200 ثانیه را تعیین کنید.
- نرخ لحظه ای دیمریزاسیون را در 3200 ثانیه از نمودار زمان در مقابل [C 4 H 6] تخمین بزنید. واحدهای این نرخ چیست؟
- نرخ متوسط تشکیل C 8 H 12 را در 1600 ثانیه و نرخ لحظه ای تشکیل در 3200 ثانیه از نرخ های موجود در قطعات (a) و (b) تعیین کنید.
مطالعه سرعت واکنش نشان داده شده به عنوان داده های زیر:
| زمان (ها) | 0.0 | 5.0 | 10.0 | 15.0 | 20.0 | 25.0 | 35.0 |
| [آ] (متر) | 1.00 | ۰٫۷۷۵ | ۰٫۶۲۵ | ۰٫۴۶۵ | ۰٫۳۶۰ | ۰٫۲۸۵ | ۰٫۲۳۰ |
- تعیین میزان متوسط ناپدید شدن A بین 0.0 و 10.0 ثانیه، و بین 10.0 و 20.0 ثانیه.
- نرخ لحظه ای ناپدید شدن A را در 15.0 ثانیه از نمودار زمان در مقابل [A] تخمین بزنید. واحدهای این نرخ چیست؟
- از نرخ های موجود در قطعات (a) و (b) برای تعیین میانگین میزان تشکیل B بین 0.00 ثانیه و 10.0 ثانیه و سرعت لحظه ای تشکیل B در 15.0 ثانیه استفاده کنید.
واکنش زیر را در محلول آبی در نظر بگیرید:
اگر نرخ ناپدید شدن Br — (aq) در یک لحظه خاص در طول واکنش 3.5 10 −4 mol L -1 s -1 باشد، میزان ظهور Br 2 (aq) در آن لحظه چقدر است؟
اثر هر یک از موارد زیر را بر میزان واکنش فلز منیزیم با محلول اسید هیدروکلریک شرح دهید: مولاریته اسید هیدروکلریک، دمای محلول و اندازه قطعات منیزیم.
توضیح دهید که چرا یک تخم مرغ در آب جوش در دنور کندتر از نیویورک می پزد. (نکته: تأثیر دما بر سرعت واکنش و تأثیر فشار بر نقطه جوش را در نظر بگیرید.)
به واکنش ها و نرخ های تعاملی PhET بروید. از زبانه Single Collision استفاده کنید تا نشان دهید که چگونه برخورد بین اکسیژن تک اتمی (O) و مونوکسید کربن (CO) منجر به شکستن یک پیوند و تشکیل پیوند دیگر می شود. پیستون قرمز را به عقب بکشید تا اتم آزاد شود و نتایج را مشاهده کنید. سپس، بر روی «Reload Launcher» کلیک کنید و به «شات زاویه دار» تغییر دهید تا تفاوت را ببینید.
- وقتی زاویه برخورد تغییر می کند چه اتفاقی می افتد؟
- توضیح دهید که چگونه این مربوط به سرعت واکنش است.
در واکنش ها و نرخ های واکنش های PhET، از زبانه «بسیاری از برخورد ها» استفاده کنید تا مشاهده کنید که چگونه اتم ها و مولکول های متعدد تحت شرایط مختلف تعامل دارند. یک مولکول را برای پمپ کردن به داخل محفظه انتخاب کنید. دمای اولیه را تنظیم کنید و مقادیر فعلی هر واکنش دهنده را انتخاب کنید. «نمایش اوراق قرضه» را در زیر گزینه ها انتخاب کنید. سرعت واکنش چگونه تحت تأثیر غلظت و دما قرار می گیرد؟
در واکنش های PhET & Rates Interactive، در زبانه بسیاری از برخوردها، یک شبیه سازی با 15 مولکول A و 10 مولکول BC تنظیم شده است. «نمایش اوراق قرضه» را در زیر گزینه ها انتخاب کنید.
- دمای اولیه را در تنظیمات پیش فرض بگذارید. واکنش را مشاهده کنید. آیا سرعت واکنش سریع است یا آهسته؟
- روی «مکث» کلیک کنید و سپس «بازنشانی همه»، و سپس 15 مولکول A و 10 مولکول BC را یک بار دیگر وارد کنید. «نمایش اوراق قرضه» را در زیر گزینه ها انتخاب کنید. این بار، دمای اولیه را افزایش دهید تا در نمودار، کل خط انرژی متوسط کاملاً بالاتر از منحنی انرژی پتانسیل باشد. توضیح دهید که چه اتفاقی برای واکنش رخ می دهد.
سرعت یک واکنش و ثابت سرعت آن چگونه متفاوت است؟
دو برابر شدن غلظت یک واکنش دهنده سرعت واکنش را چهار برابر افزایش می دهد. با این دانش، به سوالات زیر پاسخ دهید:
- ترتیب واکنش نسبت به آن واکنش دهنده چگونه است؟
- سه برابر کردن غلظت یک واکنش دهنده متفاوت، سرعت واکنش را سه برابر افزایش می دهد. ترتیب واکنش نسبت به آن واکنش دهنده چگونه است؟
سه برابر کردن غلظت یک واکنش دهنده سرعت واکنش را نه برابر افزایش می دهد. با این دانش، به سوالات زیر پاسخ دهید:
- ترتیب واکنش نسبت به آن واکنش دهنده چگونه است؟
- افزایش غلظت یک واکنش دهنده با ضریب چهار، سرعت واکنش را چهار برابر افزایش می دهد. ترتیب واکنش نسبت به آن واکنش دهنده چگونه است؟
سرعت واکنش برای فرآیند چگونه تغییر می کند: اگر قانون سرعت واکنش باشد
- کاهش فشار NO 2 از 0.50 atm به 0.250 atm.
- افزایش غلظت CO از 0.01 M به 0.03 M.
هر یک از موارد زیر چگونه بر سرعت واکنش تأثیر می گذارد: اگر قانون سرعت واکنش باشد؟
- افزایش فشار NO 2 از 0.1 atm به 0.3 atm
- افزایش غلظت CO از 0.02 M به 0.06 M.
پروازهای منظم هواپیماهای مافوق صوت در استراتوسفر نگران کننده است زیرا چنین هواپیماهایی اکسید نیتریک، NO را به عنوان یک محصول جانبی در اگزوز موتورهای خود تولید می کنند. اکسید نیتریک با ازن واکنش می دهد و پیشنهاد شده است که این می تواند به تخریب لایه اوزون کمک کند. واکنش با توجه به NO و O 3 با ثابت سرعت 2.20 10 7 L/mol/s مرتبه اول است. نرخ لحظه ای ناپدید شدن NO زمانی که [NO] = 3.3 10 −6 M و [O 3] = 5.9 10 −7 M چقدر است؟
از فسفر رادیواکتیو در مطالعه مکانیزمهای واکنش بیوشیمیایی استفاده میشود زیرا اتمهای فسفر اجزای بسیاری از مولکولهای بیوشیمیایی هستند. محل فسفر (و محل مولکولی که به آن متصل است) را می توان از الکترون ها (ذرات بتا) که تولید می کند تشخیص داد:
نرخ = 4.85 10 −2
سرعت لحظه ای تولید الکترون در نمونه ای با غلظت فسفر 0.0033 M چقدر است؟
ثابت نرخ برای فروپاشی رادیواکتیو 14 C 1.21 10 −4 سال -1 است. محصولات فروپاشی اتم های نیتروژن و الکترون ها (ذرات بتا) هستند:
سرعت لحظه ای تولید اتم های N در یک نمونه با محتوای کربن 14 6.5 10-9 M چقدر است؟
تجزیه استالدئید یک واکنش درجه دوم با ثابت سرعت 4.71 10 −8 L mol −1 s −1 است. سرعت لحظه ای تجزیه استالدئید در محلول با غلظت 5.55 10 −4 M چقدر است؟
الکل توسط یک سری واکنش های متابولیکی از جریان خون خارج می شود. اولین واکنش استالدئید تولید می کند؛ سپس محصولات دیگر تشکیل می شوند. داده های زیر برای میزان حذف الکل از خون یک مرد متوسط تعیین شده است، اگرچه نرخ های فردی می تواند 25 تا 30 درصد متفاوت باشد. زنان الکل را کمی آهسته تر از مردان متابولیزه می کنند:
| [C 2 H 5 OH] (M) | ۴٫۴ ۱۰ −۲ | ۳٫۳ ۱۰ −۲ | ۲٫۲ ۱۰ −۲ |
| نرخ (مول L -1 ساعت -1) | ۲٫۰ ۱۰ −۲ | ۲٫۰ ۱۰ −۲ | ۲٫۰ ۱۰ −۲ |
قانون نرخ، ثابت سرعت و ترتیب کلی این واکنش را تعیین کنید.
در شرایط خاص تجزیه آمونیاک بر روی سطح فلز داده های زیر را می دهد:
| [NH 3] (متر) | ۱٫۰ ۱۰ −۳ | ۲٫۰ ۱۰ −۳ | ۳٫۰ ۱۰ −۳ |
| نرخ (مول L -1 ساعت -1) | ۱٫۵ ۱۰ −۶ | ۱٫۵ ۱۰ −۶ | ۱٫۵ ۱۰ −۶ |
قانون نرخ، ثابت سرعت و ترتیب کلی این واکنش را تعیین کنید.
نیتروسیل کلرید، NOCl، به NO و Cl 2 تجزیه می شود.
قانون نرخ، ثابت نرخ و ترتیب کلی این واکنش را از داده های زیر تعیین کنید:
| [NOCl] (M) | 0.10 | ۰٫۲۰ | 0.30 |
| نرخ (مول L -1 ساعت -1) | ۸٫۰ ۱۰ −۱۰ | ۳٫۲ ۱۰ −۹ | ۷٫۲ ۱۰ −۹ |
از داده های زیر، قانون نرخ، ثابت نرخ و ترتیب مربوط به A را برای واکنش تعیین کنید
| [آ] (متر) | ۱٫۳۳ ۱۰ −۲ | ۲٫۶۶ ۱۰ −۲ | ۳٫۹۹ ۱۰ −۲ |
| نرخ (مول L -1 ساعت -1) | ۳٫۸۰ ۱۰ −۷ | ۱٫۵۲ ۱۰ −۶ | ۳٫۴۲ ۱۰ −۶ |
مونوکسید نیتروژن با توجه به معادله با کلر واکنش می دهد:
نرخ اولیه واکنش زیر برای غلظت های واکنش دهنده خاص مشاهده شده است:
| [نه] (مول/L) | [کلر 2] (مول/L) | نرخ (مول L -1 ساعت -1) |
|---|---|---|
| 0.50 | 0.50 | ۱٫۱۴ |
| 1.00 | 0.50 | ۴٫۵۶ |
| 1.00 | 1.00 | ۹٫۱۲ |
قانون نرخ که وابستگی نرخ به غلظت NO و Cl 2 را توصیف می کند چیست؟ ثابت نرخ چیست؟ دستورات مربوط به هر واکنش دهنده چیست؟
هیدروژن با مونوکسید نیتروژن واکنش می دهد تا مونوکسید دی نیتروژن (گاز خنده) را بر اساس معادله تشکیل دهد:
قانون نرخ، ثابت سرعت و دستورات مربوط به هر واکنش دهنده را از داده های زیر تعیین کنید:
| [نه] (متر) | 0.30 | ۰٫۶۰ | ۰٫۶۰ |
| [ح ۲] (متر) | ۰٫۳۵ | ۰٫۳۵ | ۰٫۷۰ |
| نرخ (مول L −1 ثانیه −1) | ۲٫۸۳۵ ۱۰ −۳ | ۱٫۱۳۴ ۱۰ −۲ | ۲٫۲۶۸ ۱۰ −۲ |
برای واکنش داده های زیر در دمای 30 درجه سانتیگراد به دست آمد:
| [آ] (متر) | ۰٫۲۳۰ | ۰٫۳۵۶ | ۰٫۵۵۷ |
| نرخ (مول L −1 ثانیه −1) | ۴٫۱۷ ۱۰ −۴ | ۹٫۹۹ ۱۰ −۴ | ۲٫۴۴ ۱۰ −۳ |
- ترتیب واکنش نسبت به [A] چیست و قانون نرخ چیست؟
- ثابت نرخ چیست؟
برای واکنش داده های زیر در دمای 30 درجه سانتیگراد به دست آمد:
| [Q] اولیه (M) | ۰٫۱۷۰ | ۰٫۲۱۲ | ۰٫۳۵۷ |
| نرخ (مول L −1 ثانیه −1) | ۶٫۶۸ ۱۰ −۳ | ۱٫۰۴ ۱۰ −۲ | ۲٫۹۴ ۱۰ −۲ |
- ترتیب واکنش نسبت به [Q] چیست و قانون نرخ چیست؟
- ثابت نرخ چیست؟
ثابت سرعت تجزیه مرتبه اول در 45 درجه سانتیگراد دیتروژن پنتوکسید، N 2 O 5، محلول در کلروفرم، CHCl 3، 6.2 10 −4 دقیقه -1 است.
سرعت واکنش زمانی که [N 2 O 5] = 0.40 M چقدر است؟
تولید سالانه HNO 3 در سال 2013 60 میلیون تن بود که بیشتر آن توسط توالی واکنش های زیر تهیه شده است، هر کدام در یک مخزن واکنش جداگانه اجرا می شوند.
- اولین واکنش با سوزاندن آمونیاک در هوا بر روی یک کاتالیزور پلاتین انجام می شود. این واکنش سریع است. واکنش در معادله (c) نیز سریع است. واکنش دوم سرعت تهیه اسید نیتریک از آمونیاک را محدود می کند. اگر معادله (b) در NO مرتبه دوم و در O 2 مرتبه اول باشد، وقتی غلظت اکسیژن 0.50 M و غلظت نیتریک اکسید 0.75 M باشد، میزان تشکیل NO 2 چقدر است؟ ثابت سرعت برای واکنش 5.8 10 −6 L 2 mol -2 s −1 است.
داده های زیر برای واکنش تعیین شده است:
| ۱ | ۲ | ۳ | |
|---|---|---|---|
| (م) | 0.10 | ۰٫۲۰ | 0.30 |
| (م) | ۰٫۰۵۰ | ۰٫۰۵۰ | ۰٫۰۱۰ |
| نرخ (مول L −1 ثانیه −1) | ۳٫۰۵ ۱۰ −۴ | ۶٫۲۰ ۱۰ −۴ | ۱٫۸۳ ۱۰ −۴ |
قانون نرخ و ثابت سرعت را برای این واکنش تعیین کنید.
توضیح دهید که چگونه می توان از روش های گرافیکی برای تعیین ترتیب یک واکنش و ثابت سرعت آن از یک سری داده ها استفاده کرد که شامل غلظت A در زمان های مختلف است.
از داده های ارائه شده برای تعیین گرافیکی ترتیب و سرعت ثابت واکنش زیر استفاده کنید:
| زمان (ها) | ۰ | ۵٫۰۰ ۱۰ ۳ | ۱٫۰۰ ۱۰ ۴ | ۱٫۵۰ ۱۰ ۴ |
| [SO 2 کلر 2] (M) | ۰٫۱۰۰ | ۰٫۰۸۹۶ | ۰٫۰۸۰۲ | ۰٫۰۷۱۹ |
| زمان (ها) | ۲٫۵۰ ۱۰ ۴ | ۳٫۰۰ ۱۰ ۴ | ۴٫۰۰ ۱۰ ۴ | |
| [SO 2 کلر 2] (M) | ۰٫۰۵۷۷ | ۰٫۰۵۱۷ | ۰٫۰۴۱۵ |
ازن خالص به آرامی به اکسیژن تجزیه می شود، از داده های ارائه شده در یک روش گرافیکی استفاده کنید و ترتیب و سرعت ثابت واکنش را تعیین کنید.
| زمان (ساعت) | ۰ | ۲٫۰ ۱۰ ۳ | ۷٫۶ ۱۰ ۳ | ۱٫۰۰ ۱۰ ۴ |
| [O 3] (متر) | ۱٫۰۰ ۱۰ −۵ | ۴٫۹۸ ۱۰ −۶ | ۲٫۰۷ ۱۰ −۶ | ۱٫۶۶ ۱۰ −۶ |
| زمان (ساعت) | ۱٫۲۳ ۱۰ ۴ | ۱٫۴۳ ۱۰ ۴ | ۱٫۷۰ ۱۰ ۴ | |
| [O 3] (متر) | ۱٫۳۹ ۱۰ −۶ | ۱٫۲۲ ۱۰ −۶ | ۱٫۰۵ ۱۰ −۶ |
از داده های داده شده، از یک روش گرافیکی برای تعیین ثابت ترتیب و سرعت واکنش زیر استفاده کنید:
| زمان (ها) | 5.0 | 10.0 | 15.0 | 20.0 | 25.0 | ۳۰٫۰ | 35.0 | ۴۰٫۰ |
| [X] (متر) | ۰٫۰۹۹۰ | ۰٫۰۴۹۷ | ۰٫۰۳۳۲ | ۰٫۰۲۴۹ | ۰٫۰۲۰۰ | ۰٫۰۱۶۶ | ۰٫۰۱۴۳ | ۰٫۰۱۲۵ |
نیمه عمر برای فروپاشی درجه اول فسفر-32 چیست؟ ثابت نرخ برای واپاشی 4.85 10 −2 روز -1 است.
نیمه عمر برای فروپاشی مرتبه اول کربن 14 چیست؟ ثابت نرخ برای فروپاشی 1.21 10 −4 سال -1 است.
نیمه عمر تجزیه NoCl زمانی که غلظت NOCl 0.15 M است چقدر است؟ ثابت سرعت برای این واکنش مرتبه دوم 8.0 10 −8 L mol −1 s −1 است.
نیمه عمر تجزیه O 3 وقتی غلظت O 3 2.35 10 -6 M است چقدر است؟ ثابت سرعت برای این واکنش مرتبه دوم 50.4 L mol -1 h -1 است.
واکنش ترکیب A برای دادن ترکیبات C و D در A درجه دوم یافت شد. ثابت سرعت برای واکنش 2.42 L mol -1 s -1 تعیین شد. اگر غلظت اولیه 0.500 mol/L باشد، مقدار t 1/2 چیست؟
نیمه عمر واکنش ترکیب A برای دادن ترکیبات D و E 8.50 دقیقه است که غلظت اولیه A 0.150 M باشد. چه مدت طول می کشد تا غلظت به 0.0300 M کاهش یابد اگر واکنش (a) مرتبه اول نسبت به A یا (b) مرتبه دوم نسبت به A باشد؟
برخی از باکتری ها به آنتی بیوتیک پنی سیلین مقاوم هستند زیرا پنی سیلیناز را تولید می کنند، آنزیمی با وزن مولکولی 3 10 4 گرم بر مول که پنی سیلین را به مولکول های غیرفعال تبدیل می کند. اگرچه سینتیک واکنش های کاتالیز شده توسط آنزیم می تواند پیچیده باشد، اما در غلظت های پایین این واکنش را می توان با یک قانون سرعت توصیف کرد که درجه اول در کاتالیزور (پنی سیلیناز) است و همچنین شامل غلظت پنی سیلین است. از داده های زیر: 1.0 لیتر از محلول حاوی 0.15 میکروگرم (0.15 10 -6 گرم) پنی سیلیناز، ترتیب واکنش را با توجه به پنی سیلین و مقدار ثابت سرعت تعیین می کند.
| [پنی سیلین] (M) | نرخ (مول L -1 دقیقه -1) |
|---|---|
| ۲٫۰ ۱۰ −۶ | ۱٫۰ ۱۰ −۱۰ |
| ۳٫۰ ۱۰ −۶ | ۱٫۵ ۱۰ −۱۰ |
| ۴٫۰ ۱۰ −۶ | ۲٫۰ ۱۰ −۱۰ |
هر دو تکنسیوم 99 و تالیوم 201 برای تصویربرداری از عضله قلب در بیماران مشکوک به مشکلات قلبی استفاده می شود. نیمه عمر به ترتیب 6 ساعت و 73 ساعت است. چند درصد از رادیواکتیویته برای هر یک از ایزوتوپ ها پس از 2 روز (48 ساعت) باقی می ماند؟
دو مولکول با فرمول C 3 H 6 وجود دارد. پروپن، مونومر پلی پروپیلن پلیمری است که برای فرش های داخلی و خارجی استفاده می شود. سیکلوپروپان به عنوان یک بیهوشی استفاده می شود:
هنگامی که تا دمای 499 درجه سانتیگراد گرم می شود، سیکلوپروپان دوباره مرتب می شود (ایزومریزه می شود) و پروپن را با نرخ ثابت 5.95 10-4 ثانیه -1 تشکیل می دهد.
نیمه عمر این واکنش چقدر است؟ چه کسری از سیکلوپروپان پس از 0.75 ساعت در دمای 499 درجه سانتیگراد باقی می ماند؟
فلوئور 18 یک ایزوتوپ رادیواکتیو است که با انتشار پوزیترون تجزیه می شود و اکسیژن 18 را با نیمه عمر 109.7 دقیقه تشکیل می دهد. (پوزیترون ذره ای است با جرم الکترون و یک واحد بار مثبت؛ معادله این است که پزشکان از 18 F برای مطالعه مغز با تزریق مقداری گلوکز جایگزین شده با فلوئورو به خون بیمار استفاده می کنند. گلوکز در مناطقی که مغز فعال است و نیاز به تغذیه دارد، تجمع می یابد.
- ثابت سرعت تجزیه فلوئور 18 چقدر است؟
- اگر نمونه ای از گلوکز حاوی فلوئور رادیواکتیو 18 به خون تزریق شود، چند درصد از رادیواکتیویته پس از 5.59 ساعت باقی می ماند؟
- چه مدت طول می کشد تا 99.99٪ از 18 F تجزیه شود؟
فرض کنید که نیمه عمر استروئید گرفته شده توسط یک ورزشکار 42 روز است. با فرض اینکه استروئیدها با یک فرآیند مرتبه اول تجزیه می شوند، چه مدت طول می کشد تا دوز اولیه در بدن ورزشکار باقی بماند؟
به تازگی اسکلت پادشاه ریچارد سوم در زیر یک پارکینگ در انگلستان پیدا شد. اگر نمونه های بافتی اسکلت حاوی حدود 93.79 درصد از کربن 14 مورد انتظار در بافت زنده باشد، پادشاه ریچارد سوم در چه سالی درگذشت؟ نیمه عمر کربن 14 5730 سال است.
نیتروگلیسیرین یک ماده منفجره بسیار حساس است. در یک سری آزمایشات با دقت کنترل شده، نمونه های ماده منفجره تا دمای 160 درجه سانتیگراد گرم شدند و تجزیه درجه اول آنها مورد مطالعه قرار گرفت. ثابت های نرخ متوسط را برای هر آزمایش با استفاده از داده های زیر تعیین کنید:
| اولیه [C 3 H 5 N 3 O 9] (M) | ۴٫۸۸ | ۳٫۵۲ | ۲٫۲۹ | ۱٫۸۱ | ۵٫۳۳ | ۴٫۰۵ | ۲٫۹۵ | ۱٫۷۲ |
| تی (ها) | 300 | 300 | 300 | 300 | 180 | 180 | 180 | 180 |
| ٪ تجزیه | 52.0 | ۵۲٫۹ | 53.2 | ۵۳٫۹ | 34.6 | ۳۵٫۹ | 36.0 | 35.4 |
در 10 سال گذشته، هیدروکربن غیر اشباع 1،3-بوتادین رتبه 38 را در میان 50 ماده شیمیایی صنعتی برتر قرار داده است. این در درجه اول برای تولید لاستیک مصنوعی استفاده می شود. یک ایزومر نیز به عنوان سیکلوبوتن وجود دارد:
ایزومریزاسیون سیکلوبوتن به بوتادین مرتبه اول است و ثابت سرعت به عنوان 2.0 10 −4 ثانیه -1 در 150 درجه سانتیگراد در یک فلاسک 0.53-L اندازه گیری شده است. در صورت انجام واکنش ایزومریزاسیون در دمای 150 درجه سانتیگراد با فشار اولیه 55 تور، فشار جزئی سیکلوبوتن و غلظت آن را پس از 30 دقیقه تعیین کنید.
واکنش های شیمیایی هنگامی رخ می دهد که واکنش دهنده ها با هم برخورد می کنند. دو عامل که ممکن است از ایجاد یک واکنش شیمیایی در برخورد جلوگیری کنند چیست؟
وقتی هر برخورد بین واکنش دهنده ها منجر به واکنش می شود، چه چیزی سرعت واکنش را تعیین می کند؟
انرژی فعال سازی یک واکنش چیست و این انرژی چگونه با مجموعه فعال واکنش مرتبط است؟
رابطه بین سرعت یک واکنش و انرژی فعال سازی آن را حساب کنید.
توضیح دهید که چگونه می توان از روش های گرافیکی برای تعیین انرژی فعال سازی یک واکنش از یک سری داده ها استفاده کرد که شامل سرعت واکنش در دماهای مختلف است.
افزایش دما چگونه بر سرعت واکنش تأثیر می گذارد؟ این اثر را از نظر نظریه برخورد سرعت واکنش توضیح دهید.
سرعت یک واکنش خاص به ازای هر 10 درجه سانتیگراد افزایش دما دو برابر می شود.
- واکنش در دمای 45 درجه سانتیگراد چقدر سریعتر از 25 درجه سانتیگراد انجام می شود؟
- واکنش در دمای 95 درجه سانتیگراد چقدر سریعتر از 25 درجه سانتیگراد انجام می شود؟
در یک آزمایش، نمونه ای از NaClO 3 90٪ در 48 دقیقه تجزیه شد. اگر نمونه 20 درجه سانتیگراد بالاتر گرم می شد، این تجزیه چه مدت طول می کشید؟ (نکته: فرض کنید که نرخ برای هر 10 درجه سانتیگراد افزایش دما دو برابر می شود.)
ثابت سرعت در 325 درجه سانتیگراد برای واکنش تجزیه 6.1 10 −8 s -1 است و انرژی فعال سازی 261 کیلوژول بر مول C 4 H 8 است. فاکتور فرکانس واکنش را تعیین کنید.
ثابت نرخ تجزیه استالدئید، CH 3 CHO، به متان، CH 4 و مونوکسید کربن CO در فاز گاز 1.1 10 −2 L mol −1 s -1 در 703 K و 4.95 L mol -1 s -1 در 865 K است. انرژی فعال سازی برای این تجزیه را تعیین کنید.
سطح بالایی از آنزیم آلکالین فسفاتاز (ALP) در سرم انسان نشانه ای از اختلال کبدی یا استخوانی است. سطح ALP سرم به قدری پایین است که اندازه گیری مستقیم آن بسیار دشوار است. با این حال، ALP تعدادی از واکنش ها را کاتالیز می کند و غلظت نسبی آن را می توان با اندازه گیری میزان یکی از این واکنش ها در شرایط کنترل شده تعیین کرد. یکی از این واکنش ها تبدیل p-nitrophenyl phosphate (PNPP) به یون p-nitrophenoxide (PNP) و یون فسفات است. کنترل دما در طول آزمایش بسیار مهم است؛ اگر درجه حرارت از 30 درجه سانتیگراد به 37 درجه سانتیگراد تغییر کند، سرعت واکنش 1.47 برابر افزایش می یابد. انرژی فعال سازی برای تبدیل ALP کاتالیز شده PNPP به PNP و فسفات چیست؟
از نظر نظریه برخورد، سرعت واکنش شیمیایی با کدام یک از موارد زیر متناسب است؟
- تغییر در انرژی آزاد در ثانیه
- تغییر دما در ثانیه
- تعداد برخوردها در ثانیه
- تعداد مولکول های محصول
هیدروژن یدید، HI، در فاز گاز تجزیه می شود و هیدروژن H 2 و ید I 2 تولید می کند. مقدار ثابت سرعت، k، برای واکنش در چندین دمای مختلف اندازه گیری شد و داده ها در اینجا نشان داده شده است:
| درجه حرارت (K) | k (L مول −۱ ثانیه −۱) |
|---|---|
| ۵۵۵ | ۶٫۲۳ ۱۰ −۷ |
| ۵۷۵ | ۲٫۴۲ ۱۰ −۶ |
| ۶۴۵ | ۱٫۴۴ ۱۰ −۴ |
| 700 | ۲٫۰۱ ۱۰ −۳ |
مقدار انرژی فعال سازی (در kJ/mol) برای این واکنش چقدر است؟
عنصر Co در دو حالت اکسیداسیون Co (II) و Co (III) وجود دارد و یون ها کمپلکس های زیادی را تشکیل می دهند. میزان کاهش یکی از کمپلکسهای کبالت (III) توسط آهن (II) در آب اندازهگیری شد. انرژی فعال سازی واکنش را از داده های زیر تعیین کنید:
| T (K) | k (s −۱) |
|---|---|
| 293 | ۰٫۰۵۴ |
| 298 | ۰٫۱۰۰ |
هیدرولیز ساکارز قند به قند گلوکز و فروکتوز،
از قانون نرخ مرتبه اول برای ناپدید شدن ساکارز پیروی می کند: نرخ = k [C 12 H 22 O 11] (محصولات واکنش، گلوکز و فروکتوز، فرمول های مولکولی مشابهی دارند اما در ترتیب اتم ها در مولکول های آنها متفاوت است.)
- در محلول خنثی، k = 2.1 10 −11 s -1 در 27 درجه سانتیگراد و 8.5 10 −11 s -1 در 37 درجه سانتیگراد انرژی فعال سازی، عامل فرکانس و ثابت سرعت برای این معادله را در 47 درجه سانتیگراد تعیین کنید (فرض کنید سینتیک در این دما با معادله Arrhenius سازگار باشد).
- هنگامی که یک محلول ساکارز با غلظت اولیه 0.150 M به تعادل می رسد، غلظت ساکارز 1.65 10 −7 M است. چه مدت طول می کشد تا محلول در دمای 27 درجه سانتیگراد در غیاب کاتالیزور به تعادل برسد؟ از آنجا که غلظت ساکارز در حالت تعادل بسیار کم است، فرض کنید که واکنش برگشت ناپذیر است.
- چرا فرض اینکه واکنش برگشت ناپذیر است، محاسبه را در قسمت (b) ساده می کند؟
برای شبیه سازی یک سیستم از شبیه سازی تعاملی واکنش ها و نرخ های PhET استفاده کنید. در برگه «تک برخورد» اپلت شبیه سازی، با کلیک روی نماد «+»، «Energy view» را فعال کنید. اولین واکنش را انتخاب کنید (A زرد است، B بنفش است و C آبی سرمه ای است). با استفاده از گزینه پیش فرض «straight shot»، سعی کنید اتم A را با مقادیر مختلف انرژی پرتاب کنید. وقتی خط کل انرژی در هنگام پرتاب زیر حالت انتقال خط انرژی پتانسیل باشد، چه تغییری می کند؟ چرا؟ وقتی بالاتر از حالت گذار باشد چه اتفاقی می افتد؟ چرا؟
برای شبیه سازی یک سیستم از شبیه سازی تعاملی واکنش ها و نرخ های PhET استفاده کنید. در برگه «تک برخورد» اپلت شبیه سازی، با کلیک روی نماد «+»، «Energy view» را فعال کنید. اولین واکنش را انتخاب کنید (A زرد است، B بنفش است و C آبی سرمه ای است). با استفاده از گزینه «شات زاویه دار»، سعی کنید اتم A را با زوایای مختلف پرتاب کنید، اما با انرژی کل بیشتر از حالت انتقال. وقتی اتم A از جهات مختلف به مولکول BC برخورد می کند چه اتفاقی می افتد؟ چرا؟
چرا واکنش های ابتدایی شامل سه یا چند واکنش دهنده بسیار غیر معمول است؟
به طور کلی، آیا می توان تأثیر دو برابر شدن غلظت A را بر سرعت واکنش کلی پیش بینی کرد؟ اگر واکنش به عنوان یک واکنش ابتدایی شناخته شود، آیا می توانیم اثر را پیش بینی کنیم؟
این اصطلاحات را تعریف کنید:
- واکنش تک مولکولی
- واکنش بیمولکولی
- واکنش ابتدایی
- واکنش کلی
قانون سرعت واکنش ترمولکولی ابتدایی برای چیست؟
با توجه به واکنش های زیر و قوانین سرعت مربوطه، در کدام یک از واکنش ها ممکن است واکنش ابتدایی و واکنش کلی یکسان باشد؟
قانون نرخ را برای هر یک از واکنش های ابتدایی زیر بنویسید:
مونوکسید نیتروژن، NO، با هیدروژن، H 2، با توجه به معادله زیر واکنش می دهد:
قانون نرخ چه خواهد بود اگر مکانیسم این واکنش عبارت بود از:
آزمایشاتی برای بررسی سرعت واکنش نشان داده شده توسط این معادله انجام شد. ۲
غلظت اولیه و سرعت واکنش در اینجا آورده شده است.
| آزمایش | غلظت اولیه [NO] (مول L -1) | غلظت اولیه، [H 2] (مول L -1 دقیقه -1) | نرخ اولیه تشکیل N 2 (مول L -1 دقیقه -1) |
|---|---|---|---|
| ۱ | ۰٫۰۰۶۰ | ۰٫۰۰۱۰ | ۱٫۸ ۱۰ −۴ |
| ۲ | ۰٫۰۰۶۰ | ۰٫۰۰۲۰ | ۳٫۶ ۱۰ −۴ |
| ۳ | ۰٫۰۰۱۰ | ۰٫۰۰۶۰ | ۰٫۳۰ ۱۰ −۴ |
| ۴ | ۰٫۰۰۲۰ | ۰٫۰۰۶۰ | ۱٫۲ ۱۰ −۴ |
سوالات زیر را در نظر بگیرید:
- مرحله 3:
واکنش CO با Cl 2 باعث ایجاد فسژن (CoCl 2) می شود، یک گاز عصبی که در جنگ جهانی اول مورد استفاده قرار گرفت از مکانیسم نشان داده شده در اینجا برای تکمیل تمرینات زیر استفاده کنید:
(سریع، k 1 نشان دهنده ثابت سرعت رو به جلو، k -1 ثابت سرعت معکوس)
(آهسته، k 2 ثابت سرعت)
(سریع، k 3 ثابت سرعت)
- واکنش کلی را بنویسید
- همه واسطه ها را شناسایی کنید.
- قانون نرخ را برای هر واکنش ابتدایی بنویسید.
- عبارت کلی قانون نرخ را بنویسید.
افزایش سرعت واکنش ایجاد شده توسط کاتالیزور را حساب کنید.
توابع کاتالیزورهای همگن و ناهمگن را مقایسه کنید.
این سناریو را در نظر بگیرید و به سوالات زیر پاسخ دهید: اتمهای کلر حاصل از تجزیه کلروفلوئورومتان ها، مانند CCl 2 F 2، تجزیه ازن در جو را کاتالیز می کنند. یک مکانیزم ساده برای تجزیه عبارت است از:
(a) توضیح دهید که چرا اتم های کلر کاتالیزور در تبدیل فاز گاز هستند:
(ب) اکسید نیتریک همچنین در تجزیه ازن توسط مکانیسم نقش دارد:
آیا NO کاتالیزوری برای تجزیه است؟ جوابت رو توضيح بده
برای هر یک از جفت های نمودار واکنش زیر، مشخص کنید که کدام یک از جفت ها کاتالیز شده است:
(آ)
(ب)
برای هر یک از جفت های نمودار واکنش زیر، مشخص کنید که کدام یک از جفت ها کاتالیز شده است:
(آ)
(ب)
برای هر یک از نمودارهای واکنش زیر، انرژی فعال سازی (E a) واکنش را تخمین بزنید:
(آ)
(ب)
برای هر یک از نمودارهای واکنش زیر، انرژی فعال سازی (E a) واکنش را تخمین بزنید:
(آ)
(ب)
با فرض اینکه نمودارهای موجود در Exercise 12.81 نشان دهنده مکانیسم های مختلف برای یک واکنش یکسان هستند، کدام یک از واکنش ها سرعت بیشتری دارد؟
شباهت ها و تفاوت ها در دو نمودار واکنش نشان داده شده در تمرین 12.82 را در نظر بگیرید. آیا این نمودارها دو واکنش کلی متفاوت را نشان می دهند یا واکنش کلی یکسانی را نشان می دهند که توسط دو مکانیسم مختلف اتفاق می افتد؟ جوابت رو توضيح بده
پانوشت
- 2 این سوال از آزمون جایگزینی پیشرفته شیمی گرفته شده است و با اجازه سرویس تست آموزشی مورد استفاده قرار می گیرد.