Διαγωνισμός Χημείας Β΄Τάξης 11-12

Δείτε όλα τα θέματα σε pdf.

Εύρεση του νόμου ταχύτητας αντίδρασης.

.

Για την αντίδραση:  Α+ 2Β { Γ  υπάρχουν τα παρακάτω πειραματικά δεδομένα:

Πείραμα	[Α] (Μ)	[Β] (Μ)	υ mοl/L·s
1	0,10	0,05	0,02
2	0,10	0,10	0,04
3	0,05	0,05	0,01

1. Να βρεθεί η τάξη της αντίδρασης.
   
2. Να γραφεί ο νόμος της ταχύτητας.
   
3. Να υπολογιστεί η αρχική ταχύτητα της αντίδρασης, όταν αναμιχθούν 20ml διαλύματος Α 0,1Μ με 30ml διαλύματος Β 0,3Μ.
   

.

Απάντηση:

.

Μέση ταχύτητα αντίδρασης. Στερεό σε διάλυμα.

.

Σε διάλυμα ΗCl 0,1Μ όγκου 500mL προσθέτουμε σύρμα μάζας 0,65g Ζn, χωρίς να αλλάξει ο όγκος. Για να μελετήσουμε την αντίδραση, μετράμε τον όγκο του Η₂ που ελευθερώνεται σε stp και στο παραπάνω διάγραμμα φαίνεται ο όγκος του Η₂, που ελευθερώνεται, σε συνάρτηση με το χρόνο.

1. Πόσος είναι τελικά ο συνολικός όγκος του Η₂ που παράγεται;
   
2. Ποια η μέση ταχύτητα της αντίδρασης από 0-1min και ποια από 0-4min;
   
3. Να κάνετε το διάγραμμα της συγκέντρωσης του ΗCΙ σε συνάρτηση με το χρόνο.
   

.

Απάντηση:

.

ΘΕΡΜΟΧΗΜΕΙΑ. Φύλλο εργασίας.

.

Από τον συνάδελφο και φίλο Νίκο Καχριμάνη, παλιό.... συνεργάτη Χημικό, έλαβα ένα φύλλο εργασίας με αντικείμενο τη Θερμοχημεία. Τον ευχαριστώ και από την θέση αυτή για την προσφορά του αυτή.

---------------------------

.

Ταχύτητα απλής αντίδρασης.

.

Σε δοχείο 1L εισάγονται 0,2mοl Ν₂(g) και 0,8 mοl Η₂(g). Αυτά αντιδρούν, σύμφωνα με τη χημική εξίσωση:   

Ν₂(g) + 3Η₂(g) →  2ΝΗ₃(g). 

Αν η αντίδραση είναι απλή να υπολογιστούν:

1. η αρχική ταχύτητα της αντίδρασης,
   
2. η ταχύτητα της αντίδρασης μετά από παρέλευση ορισμένου χρόνου, όταν στο δοχείο υπάρχουν 0,3mοl ΝΗ₃(g).
   

Δίνεται η σταθερά της ταχύτητας της αντίδρασης k=0,05L³·mοl^-3·sec.

.

Απάντηση:

.

Μηχανισμός Αντίδρασης.

.

Σε θερμοκρασία μικρότερη των 227°C, ο νόμος της ταχύτητας της αντίδρασης που παριστάνεται από τη χημική εξίσωση:

ΝΟ₂(g) + CΟ(g)  →     CΟ₂(g) + ΝΟ(g) 

είναι υ=k[ΝΟ₂]².

Ποιος από τους παρακάτω προτεινόμενους μηχανισμούς είναι ο πιο πιθανός;

Απάντηση:

.

Ισόχωρη και ισοβαρής αντίδραση.

.

Διαθέτουμε δύο δοχεία Α και Β, όπου το Α έχει σταθερό όγκο V=20L, ενώ το Β κλείνεται με αβαρές έμβολο. Βάζουμε και στα δύο δοχεία  α mοl αερίου Χ. Το αέριο Χ αρχίζει να διασπάται σύμφωνα με την μονόδρομη αντίδραση:

Χ  → 2 Υ.

Η αρχική πίεση στο δοχείο Α ήταν 1atm, ενώ μετά από χρονικό διάστημα Δt=1min, αυτή σταθεροποιείται σε τελική τιμή p. Θεωρούμε ότι στη διάρκεια των αντιδράσεων η θερμοκρασία παραμένει σταθερή

i)      Ποια η τιμή της τελικής πίεσης  p στο Α δοχείο;

ii)    Ποιος ο αρχικός όγκος του αερίου στο Β δοχείο;

iii)  Ποιος θα είναι τελικά ο όγκος που θα αποκτήσει το δεύτερο δοχείο;

iv)  Το χρονικό διάστημα που θα διαρκέσει η αντίδραση στο δεύτερο δοχείο, θα είναι ίσο με:       

α)  30s,             β)  60s,                        γ)  90s.

.

Απάντηση:

..

.

Ερμηνεία πειραματικών δεδομένων.

.

Με αφορμή ένα ωραίο πείραμα, που η παρουσίασή του έγινε στο ΕΚΦΕ Αλίμου.

 

Δίνονται τα παρακάτω δεδομένα:

Ένα διάλυμα οξαλικού οξέος είναι άχρωμο ενώ το διάλυμα του ΚΜnΟ₄ έχει ερυθροϊώδες χρώμα που οφείλεται στα ιόντα ΜnΟ₄^-. Δίνεται ακόμη ότι το οξαλικό οξύ οξειδώνεται από όξινο διάλυμα  ΚΜnΟ₄ σύμφωνα με την χημική εξίσωση:
5ΗCΟΟ-CΟΟΗ + 2ΚΜnΟ₄ + 3Η₂SΟ₄  → 10CΟ₂ + Κ₂SΟ₄ + 2 ΜnSΟ₄ + 8 Η₂Ο.

και μετά την πλήρη αντίδραση του ΚΜnΟ₄, το διάλυμα αποχρωματίζεται.

 

Πραγματοποιούμε το παρακάτω πείραμα:

Σε δύο δοκιμαστικούς σωλήνες Α και Β βάζουμε από 2m; διαλύματος οξαλικού οξέος 1Μ. Στον Α σωλήνα προσθέτουμε 0,5m; οξινισμένου διαλύματος ΚΜnΟ₄ 0,1Μ.

i)      Τι χρώμα περιμένετε να έχει το διάλυμα στον Α σωλήνα;

ii)    Περιμένουμε 3 λεπτά και το διάλυμα αποχρωματίζεται. Τι χρώμα προσδίδουν στο διάλυμα τα ιόντα Μn⁺²;

iii)  Στη συνέχεια προσθέτουμε σε κάθε σωλήνα 0,5m; από το διάλυμα του ΚΜnΟ₄.

iv) Ποιο διάλυμα περιμένετε να αποχρωματισθεί πρώτο, το διάλυμα στον σωλήνα Α ή στο σωλήνα Β και γιατί;

iv)  Το πείραμα δείχνει ότι το διάλυμα στο δοκιμαστικό σωλήνα Α αποχρωματίζεται σε 20s, ενώ το αντίστοιχο διάλυμα στο Β σωλήνα σε χρόνο 3 λεπτά.

Δώστε μια ερμηνεία για το αποτέλεσμα του πειράματος.

.

Απάντηση:

.

Παράγοντες που επηρεάζουν την ταχύτητα αντίδρασης.

.

Να αντιστοιχίσετε κάθε μεταβολή της στήλης (Α) με την επίδραση που έχει στην αρχική ταχύτητα της αντίδρασης (στήλη Β):

Απάντηση:

Χημική Κινητική και γραφικές παραστάσεις.

Στο παραπάνω διάγραμμα δίνεται η μεταβολή της συγκέντρωσης σε συνάρτηση με το χρόνο για δύο ουσίες, από αυτές που συμμετέχουν στην ποσοτική αντίδραση Α+2Β → 3Γ + Δ.

1. Σε ποια σώματα αντιστοιχούν οι καμπύλες του διαγράμματος;
   
2. Σημειώστε στο ίδιο διάγραμμα τις γραφικές παραστάσεις για τις άλλες δύο ουσίες.
   

3.   Σε μια χρονική στιγμή t₁ η ταχύτητα της αντίδρασης είναι ίση με 0,1mοl·L^-1·s^-1. Ποιος ο ρυθμός μεταβολής της συγκέντρωσης των ουσιών Β και Γ τη παραπάνω χρονική στιγμή; 

4. Ποια η ταχύτητα της αντίδρασης τη χρονική στιγμή t₂=60s;
   

.
Απάντηση:

.

Διαγράμματα συγκέντρωσης.

Δίνεται η αντίδραση: 

Α!2Β 

που πραγματοποιείται παρουσία καταλύτη Νi και το διάγραμμα δείχνει την μεταβολή της συγκέντρωσης  (σε mο: /L) ενός εκ των δύο σωμάτων ( Α ή Β) σε συνάρτηση με το χρόνο.

1.  Σε ποιο σώμα αντιστοιχεί η καμπύλη;   
   
2. Ποια χρονική στιγμή t₁ ή t₂ έχουμε μεγαλύτερη ταχύτητα;
   
3.  Πόση είναι η ταχύτητα την χρονική στιγμή t₃;    
   
4. Στο ίδιο διάγραμμα να χαράξετε την καμπύλη για την μεταβολή της συγκέντρωσης του άλλου σώματος.         
   
5. Η παραπάνω αντίδραση είναι μονόδρομη ή αμφίδρομη και γιατί;  
   
6. Αν αφαιρέσουμε τον καταλύτη, ποια μορφή θα είχε η παραπάνω καμπύλη; ( Η αντίδραση πραγματοποιείται και χωρίς καταλύτη).
   

.

Απάντηση:

.

Μέση ταχύτητα αντίδρασης.

.

Σε δο­χεί­ο  βά­ζου­με δύ­ο α­έ­ρια Α και Β τα ο­ποί­α α­ντι­δρούν και δί­νουν  α­έ­ριο Γ, σύμ­φω­να με την α­ντί­δρα­ση:

Α+ 2Β → Γ.

 Στον πί­να­κα που α­κο­λου­θεί φαί­νο­νται οι συ­γκε­ντρώ­σεις των α­ε­ρί­ων σε mol/L.

1. Να συ­μπλη­ρω­θεί ο πί­να­κας.      
   
2. Να γί­νουν οι γρα­φι­κές πα­ρα­στά­σεις των συ­γκε­ντρώ­σε­ων των σω­μά­των Α, Β, Γ σε συ­νάρ­τη­ση με τον χρό­νο.
   
3. Να βρε­θεί η μέ­ση τα­χύ­τη­τα της α­ντί­δρα­σης στα χρο­νι­κά δια­στή­μα­τα: 0-2s, 2s-4s, 4s-6s, 6s-8s. Μπο­ρεί­τε να ερ­μη­νεύ­σε­τε τις τι­μές που προ­κύ­πτουν;
   

. 

Απάντηση:

.

Νόμος του Ηess.

.
Δίνονται τα παρακάτω δεδομένα:

Η ενθαλπία σχηματισμού του Η₂Ο(l) ΔΗ_f⁰= -285,5kJ. Η ενθαλπία σχηματισμού του CΟ₂(g) ΔΗ_f⁰= -393kJ. Η ενθαλπία σχηματισμού του C₂Η₆(g) ΔΗ_f⁰= -83,6kJ. Η ενθαλπία σχηματισμού του C₂Η₄ (g) ΔΗ_f⁰= +52kJ.

1. Να γράψετε τις θερμοχημικές εξισώσεις της πλήρους καύσης:
   i) του αιθανίου,
   ii) του αιθενίου
2. Να υπολογιστεί η ενθαλπία της αντίδρασης υδρογόνωσης του αιθενίου.

.
Απάντηση:
.

Πρότυπη ενθαλπία σχηματισμού.

.

Δίνονται οι πρότυπες ενθαλπίες σχηματισμού του CΟ₂ -390kJ/mοl και των υδρατμών -390kJ/mοl. Επίσης το πείραμα δείχνει ότι κατά την καύση 22g προπανίου, υπό σταθερή πίεση, ελευθερώνονται 460kJ.

1. Ποια η πρότυπη ενθαλπία της αντίδρασης:
   ......................C₃Η₈ + 5 Ο₂ → 3CΟ₂ + 4 Η₂Ο(g) .
2. Ποια η πρότυπη ενθαλπία σχηματισμού το προπανίου; (Να λυθεί χωρίς εφαρμογή του νόμου του Ηess).

.
Απάντηση:
.

Υπολογισμός ενθαλπίας σχηματισμού.

.
Δίνονται οι θερμοχημικές εξισώσεις:

Η₂ + ½ Ο₂ → Η₂Ο_(l) ...ΔΗ°=-890kJ
C + Ο₂ → CΟ₂(g) ΔΗ°= - 400kJ
CΗ₄ + 2 Ο₂ → CΟ_2(g) + 2Η₂Ο_(l) ...ΔΗ°= - 890kJ.

1. Πόση θερμότητα εκλύεται ή απορροφάται κατά την καύση 4g CΗ₄ σε πρότυπες συνθήκες;
2. Πότε εκλύεται περισσότερη θερμότητα όταν καίγονται 6g C ή 6g CΗ₄;
3. Ποια η πρότυπη ενθαλπία σχηματισμού του μεθανίου;

.
Απάντηση:
.

Ενθαλπία εξουδετέρωσης.

.
Αναμιγνύουμε 2L διαλύματος ΗCl 0,1Μ με 1L διαλύματος Cα(ΟΗ)₂0,2Μ. Αν δίνεται ότι

Η⁺(αq) + ΟΗ^-(αq) → Η₂Ο (l), ΔΗ ° _n = - 57,1kJ

1. Πόση θερμότητα ελευθερώνεται;
2. Να γράψετε τη θερμοχημική εξίσωση εξουδετέρωσης.
3. Αν αντί του διαλύματος του Cα(ΟΗ)₂ χρησιμοποιούσαμε 1L διαλύματος ΝΗ₃ 0,2Μ ( η ΝΗ₃ είναι ασθενής βάση), τότε η θερμότητα που θα ελευθερωνόταν θα ήταν:
   α) 11,42 kJ, ............ β) 16,32kJ, .............. γ) 6,45kJ.

.
Απάντηση:
.

Μέτρηση θερμότητας και ενθαλπία εξουδετέρωσης.

.

Σε ένα θερμιδόμετρο από αφρώδες πλαστικό εισάγονται 100ml διαλύματος ΚΟΗ 2Μ με 300ml διαλύματος HCl 1Μ. Τη στιγμή της ανάμειξης το διάλυμα έχει θερμοκρασία θ₁=19°C. Ποια η τελική θερμοκρασία του διαλύματος, αν η θερμοχωρητικότητα του δοχείου είναι 230J/Κ, η ειδική θερμοχωρητικότητα του διαλύματος c= 4,2J/g·Κ, η πυκνότητα του διαλύματος θεωρείται ρ=1g/ml, ενώ ΔΗ_n= -57,3kJ/mοl.

.

Απάντηση:

.

Καύση μίγματος υδρογονανθράκων.

.

Ένα αέριο μίγμα CΗ₄ και C₃Η₈ με μάζα 38,4g καίγεται πλήρως, οπότε ελευθερώνεται θερμότητα Q=1954kJ, υπό σταθερή πίεση, σε πρότυπες συνθήκες. Αν δίνονται οι πρότυπες ενθαλπίες καύσης του CΗ₄ και C₃Η₈, ΔΗ^ο_c= -890kJ/mol και ΔΗ^ο_c= -2220kJ/mol αντίστοιχα:

1. Να γραφούν οι θερμοχημικές εξισώσεις καύσης των δύο υδρογονανθράκων.
2. Ποια η μάζα κάθε υδρογονάνθρακα στο μίγμα;

Δίνονται οι γραμμομοριακές μάζες του Η:1 και του C: 12.
.
Απάντηση:
.

Θερμοχημεία. Υπολογισμός θερμότητας.

.
Σε δοχείο περιέχονται 12g Η₂ και 64g Ο₂. Δημιουργούμε σπινθήρα, οπότε πραγματοποιείται η αντίδραση:

2 Η_2(g) + Ο_2(g) → 2 Η₂Ο_(g) , ΔΗ= -480kJ

Να υπολογιστεί το ποσό της θερμότητας που εκλύεται.
Δίνονται για το Η₂ και το Ο₂ Μr=2 και Μ_r=32 αντίστοιχα.
.
Απάντηση:

.

Ταχύτητα αντίδρασης, από PhET.

.

Από το Physics Education Technology
του Πανεπιστημίου του Κολοράντο,

μια προσομοίωση που μπορείτε να τρέξετε.
Μελετά την ταχύτητα μιας αντίδρασης, αλλά και τις κινήσεις μορίων
σε σχέση και με την θερμοκρασία.
.

Έχετε επιλογή να δουλέψετε με δύο ή περισσότερα μόρια, να μεταβάλετε την θερμοκρασία και να παρατηρήστε αν πραγματοποιείται ή όχι μια αντίδραση.
.