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12GE Aufgaben zur Kinetik
1. Man versucht mit den Daten der Tabelle das Zeitgesetz für folgende Reaktion zu bestimmen.
-
-
BrO3 (aq.) + 5 Br (aq.) + 6 H3O
+
(aq.)
→ 3 Br2(aq.) + 9 H2O(l)
. -1. -1
Versuch
c(BrO3-)
c(Br-)
c(H3O+)
v [mol L s ]
1
0.10
0.10
0.10
1.2 x 10
-3
2
0.20
0.10
0.10
2.4 x 10
-3
3
0.10
0.30
0.10
3.5 x 10
-3
4
0.20
0.10
0.15
5.4 x 10
-3
. -1
c jeweils in mol L
Bestimme die jeweiligen Teilordnungen, sowie die Reaktionsordnung und gibt die Gleichung des
Zeitgesetzes an. Berechne die Reaktionskonstante.
2. Man versucht mit den Daten der Tabelle das Zeitgesetz für folgende Reaktion zu bestimmen.
S 2O 8
2-
(aq.)
-
+ 3 I (aq.) → 2 SO4
2-
(aq.)
-
+ I3 (aq.)
. -1. -1
Versuch
c(S2O82-)
c(I-)
v [mol L s ]
1
0.15
0.21
1.14
2
0.22
0.21
1.70
0.22
0.12
0.98
3
. -1
c jeweils in mol L
Bestimme die jeweiligen Teilordnungen, sowie die Reaktionsordnung und gibt die Gleichung des
Zeitgesetzes an. Berechne die Reaktionskonstante.
3. Stelle jeweils mit Hilfe der Daten der Tabelle das Geschwindigkeitsgesetz auf. Welche ist die Ordnung der
Reaktion? Bestimme die Geschwindigkeitskonstante. Berechne die fehlende Geschwindigkeit.
a. NO2(g) + O3(g) → NO3(g)+ O2(g)
Versuch
c(NO2) [mmol/l]
c(O3) [mmol/l]
v [mmol/l.s]
1
0.21
0.70
6.3
2
0.21
1.39
12.5
3
0.38
0.70
11.4
4
0.66
0.18
?
b. 2 ICl + H2 → I2 + 2 HCl
c(ICl) mol/l
c(H2) mol/l
v (mol/ls)
1
1.5
1.5
3.7 x 10
-7
2
3.0
1.5
7.4 x 10
-7
3
3.0
4.5
22.2 x 10
4
4.7
2.7
?
-7
4. Bei der Reaktion: 2A + 2B ⎯→ 2C + D2 wurde in Versuchen die Ausgangs-Konzentrationen der Edukte
geändert und die Reaktionsgeschwindigkeit von D2 gemessen.
Versuch
v von D2 in mol/(l·h)
c(A) mol/l c(B) mol/l
1
10
-3
2
10
-3
3
2·10
-3
-3
10
-3
10
2·10
-3
4·10
-3
2·10
-3
8·10
-3
Bestimme mit Hilfe dieser Messergebnisse:
a. die Teilordnungen und die die Ordnung der Gesamtreaktion
b. das Zeitgesetz dieser Reaktion
c. den Wert der Geschwindigkeitskonstanten.
5. Man hat festgestellt, dass v sich verdoppelt wenn c(O2) verdoppelt wird und vervierfacht wenn man c(NO)
verdoppelt.
Welcher Mechanismus (a.) oder (b.) passt? Begründe deine Antwort.
2 NO(g) + O2(g) → 2 NO2(g)
a. Schritt 1: NO + O2 ⇄ NO3 (Gleichgewicht schnell)
Schritt 2: NO + NO3 ⎯→ 2 NO2 (langsam)
b. Schritt 1: 2 NO ⎯→ N2O2 (langsam)
Schritt 2: O2 + N2O2 ⎯→ N2O4 (langsam)
Schritt 3: N2O4 ⎯→ 2 NO2 (schnell)
6. Die Geschwindigkeitskonstante k wurde bei verschiedenen Temperaturen bestimmt. Berechne die
Aktivierungsenergie für folgende Reaktion:
-
-
C2H5Br(aq.) + OH (aq.) → C2H5OH(aq.) + Br (aq.)
. -1. -1
ϑ [°C]
k [mol L s ]
25
8.8 x 10
-5
30
1.6 x 10
-4
35
2.8 x 10
-4
40
5.0 x 10
-4
45
8.5 x 10
-4
50
1.40 x 10
-3
Hinweise: k = A ⋅e
−
EA
R⋅T ,
.
Lösungen:
€ 1. v = k ⋅ cBrO − ⋅ cBr − ⋅ c2
H3 O +
b. v = k ⋅ cICl ⋅ cH2 ; k ~ 1,6 ⋅10
−7
b. passt; 6. EA ~89 kJ
€
€
€
-1
-1
R = 8.3145 J K , zeichne die Gerade ln(k) = f(T )
;
; v4 ~ 2,0 ⋅10
k ~ 12; 2. v = k ⋅ cS O 2- ⋅ cI− ;
2 8
−6
k ~ 43; v4 ~ 5,1;
6
; 4. a. A: 1, B: 2, gesamt: 3; b. v = k ⋅ c A ⋅ c2B ; c. k ~ 10 ; 5. v = k ⋅ c2O ⋅ cNO a. passt nicht;
2
€
€
€
k ~ 36; 3. a. v = k ⋅ cNO 2 ⋅ cO 3 ;
€
€