Chemický děj a reakce Reakční kinetika
FC 3806 Jaro 2021
1) Jak jsou zaplněny elektrony atomové orbitaly centrálního atomu, skupinové orbitaly ligandů a molekulové orbitaly v kationtu [Co(NH3)6]3+? Energetické
štěpení d-orbitalů v uvedené v uvedené koordinační částici je větší než energie odpudivého působení mezi elektrony s opačnými spiny. Je tato látka
paramagnetická, nebo diamagnetická?
2) Nakreslete energetické diagramy molekulových orbitalů pro částice
3) Tlak helia v tlakové lahvi o objemu 20 dm3 je při 20 °C roven 14,7 MPa. Vypočítejte, jaký maximální průměr může mít pružný balón naplněný heliem z uvedené lahve, bude-li tlak helia v balonu při 20 °C roven 133,3 kPa.
Průměr = 2 krát poloměr, odpovídejte na zadání
4) Kolik molekul kyslíku je za normálních podmínek obsaženo v 161,4 litrech 09? Předpokládejte, že kyslík se chová jako ideální plyn.
í I
ô ,
M -•  -.V-Nou
| Je/iíM t 0:
5) Vodík se laboratorně připravuje reakcí zinku se zředěnou kyselinou sírovou. Vypočítejte objem plynu vzniklého při reakci 40,8 g zinku s nadbytkem H2S04 při teplotě 30 °C a tlaku l,00-105 Pa. Předpokládejte, že se vodík chová jako
ideální plyn.
(s) **0|**
y-  AvOO- AO S Vo*.
_ vvv r___--
Vri     «a«4l    **0^<>    *****    *   vvO^*0**   Ux*>0* ^%>ä*ä ^
6) Vypočítejte hustotu za normálních podmínek: a) oxidu uhelnatého b) oxidu
uhličitého c) oxidu siřičitého d) oxidu sírového.
pxV=nxRxT q=PxM:RxT
a) q CO = 101,325 x 28,01 : 8,314 x (0 + 273,15) = l,25kg/m3
b) q C02 = 101, 325 x 44,01: 8,314 x (0 + 273,15) = 1,96 kg/m3
c) q SO, = 101,325 x 64,1 : 8,314 x (0 + 273,15) = 2,86kg/m3
d) q S03 = 101, 325 x 80,06 : 8,314 x (0 + 273,15) = 3,57kg/m3
7) 0,4289 g plynného uhlovodíku zaujímá při normálních podmínkách objem 0,3427 dm3. Vypočítejte relativní molekulovou hmotnost uhlovodíku.
Odhadněte jeho stechiometrický vzorec.
' a  .      s> L , / i /) ./> P        *r\   y i     ~ /)       i        - j
hc, C^U ^ J^f
c,
7-0 /
3
netec
/
8) Parciální tlak He ve směsi s Ar je 0,2 MPa, parciální tlak Ar v této směsi je 12,3 MPa. Vypočítejte složení směsi v objemových procentech.
9) Směs 0,150 g H2, 0,700 g N2 a 0,340 g NH3 má při teplotě 27 °C celkový tlak 100,0 kPa. Vypočítejte: a) molární zlomek každého plynu ve směsi b) parciální tlaky plynů ve směsi c) celkový objem směsi uvedených plynů
QJJffoM
L
4/1 MhM^
i
u
-1
0,02$ mol-
to:
káL.  * k,
tff JAqo.ITc
^ ado ■ Q, 4ČJ
10) V následujících soustavách určete počet nezávislých složek, počet fází a počet stupňů volnosti: a) roztok NaCI ve vodě b) ethylalkohol v rovnováze se svou nasycenou parou c) led v rovnováze s vodní parou d) tavenina čistého olova e) roztok kyseliny octové ve vodě f) voda v rovnováze s ledem a vodní parou
V- 3 VM
O Led   V rov no ví 7* S  V6Íi,í><*0^        <M Twfhinv oiSUU
V- 2
11) V následujících soustavách určete počet nezávislých složek, počet fází a počet stupňů volnosti: g) tavenina čistého železa h) roztok NaOH ve vodě i) kapalná voda v rovnováze s ledem j) soustava obsahující 6 mol CaO (s), 6 mol C02 (g) a 1 mol CaC03 (s) k) soustava obsahující 2 mol CaO (s), 1 mol C02
(g) a 4 mol CaC03(s)
° j/ďůJ* ■' 0. (CaJ)), CO, , j
i) «W firf? W Ok W,       ^ ^
I
Hmotnost 2 Utru plynné sloučeniny dusíku s kyslíkem je při teplotě 20 °C a tlaku 100,5 kPa 22 J 3,63 g. [aký je její molekulový vzorec?
vsměs = 21 = 2dm3 ms = 3,ó3# T = 20°C = 293,15 K p = 100,5fcPa
R = 8,314 J ■ mol~1K~1 MolÁmí plynová konstanta
Msmés =7 g mor1
p-V = n-R-T
p-V n — —— R ■ T
2 ■ 100,5
71 8,314-293,15 n = 0,08247
Vím, žen =        - Msmés = = 44 g ■ moľ1
Msměs 0,00247 °
Z tabulek zjisňm molami hmotnost dusíku a kyslíku    MN = 14 g ■ mol~1rM0 = 16 g ■ mol-1 Výsledná molami hmotnost je 44 proto spočítám kolik molekul N a O mám ve směsi tím, že sečtu molami hmotnosti N a O a odečtu od výsledné molami hmotnosti a ten zbytek je hledaná molekula, která je ve směsi vícekrát.
44 = 14 + 16 + x x = 14 g ■ mor1
Molekulový vzorec sloučeniny dusíku a kyslíku je NiO.
1) Vyberte jednu správnou odpověď: Při rovnováze tuhá látka kapalina způsobí dodání tepla:
• a) snížení množství tuhé látky
• b) snížení množství kapaliny
• c) pokles teploty
• d) vzrůst teploty
2) Vyberte jednu správnou odpověď: Na kterou z následujících rovnováh nemá vliv změna tlaku?
• a) 2 HgO (s) = 2 Hg (I) + 02 (g)
b) 2N02(g) =N204(g)
c) C02(g) + H20(l) = C02(roztok)
d) H2(g) + l2(g) = 2HI(g)
e) 2 S02 (g) + 02 (g) = 2 S03 (g)
3) Vyberte jednu správnou odpověď: V reakčním systému nacházejícím se v rovnováze způsobí
vzrůst teploty:
• a) Vzrůst rychlosti jen exotermních reakcí
• b) Vzrůst rychlosti jen endotermních reakcí
• c) Vzrůst rychlosti exotermních i endotermních reakcí
• d) nemá vliv na jejich rychlost
4) Exotermní reakci syntézy amoniaku vystihuje rovnice N2 (g) + 3 H2 (g) = 2 NH3 (g) Výtěžek amoniaku bude největší při:
• a) nízké teplotě, nízkém tlaku
• b) nízké teplotě, vysokém tlaku
• c) vysoké teplotě, nízkém tlaku
• d) vysoké teplotě, vysokém tlaku
5) Plynný jod a vodík reagují za vzniku plynného jodovodíku. Po dosažení rovnováhy závisí hodnota rovnovážne konstanty Ka na:
• a) počáteční koncentraci vodíku
• b) teplotě
• c) celkovém tlaku systému
• d) objemu reakční nádoby
6) V uzavřené nádobě se ustálila rovnováha CaC03 (s) ^ CaO (s) + C02 (g) Zvýšení oxidu vápenatého může být dosaženo
• a) přidáním dalšího CaC03
• b) snížením koncentrace C02
• c) snížením teploty
• d) zmenšením objemu nádoby
7) Při oxidaci oxidu siřičitého na oxid sírový se ustavuje
rovnováha: 2 S02 (g) + 02 (g) O 2 S03 (g) Rovnovážnou koncentraci S03 lze zvýšit:
• a) snížením teploty
• b) zvětšením objemu reakční nádoby
• c) odstraňováním S03 ze systému
• d) přidáním inertního plynu k reakční směsi
ANO x NE, proč
• 1) Dobré redukční činidlo je snadno oxidováno.
• 2) Cu bude redukovat Ag+.
• 3) Tepelný rozklad uhličitanu vápenatého je příklad reakce, při které se ustanovuje heterogenní rovnováha.
• 4) Arrheniova teorie kyselin a zásad platí pro všechna skupenství kyselin a zásad.
• 5) Lewisova kyselina je látka schopná poskytnout elektronový pár za vzniku kovalentní vazby.
• 6) Jestliže hodnota rovnovážné konstanty roste s teplotou, pak je reakce endotermická.
• 7) Reakce s vysokou aktivační energií jsou endotermické.
• 8) Rychlost katalyzované reakce je nezávislá na koncentraci katalyzátoru.
• 9) Přidání inertního plynu k rovnovážné směsi plynů nemá vliv na rovnovážné koncentrace výchozích látek ani reakčních produktů, pokud se tlak směsi nezmění.
• 10) Zvyšování teploty rovnovážné reakční směsi posunuje rovnováhu ve směru reakcí, při kterých se teplo uvolňuje.
• 11) Stupeň disociace slabého elektrolytu v roztoku nezávisí na koncentraci tohoto elektrolytu.
• 12) Dá se očekávat, že ion s vysokým nábojem a malým poloměrem bude podléhat silné hydrolýze.
• 13) Rozpustnost iontových sloučenin je větší v polárních rozpouštědlech než v rozpouštědlech nepolárních.
• 14) Molární zlomek rozpustené látky nemůže být větší než 1,00.
• 15) Rozpustnost plynu v kapalině je přímo úměrná tlaku nad kapalinou.
• 16) Rozpustnost plynů ve vodě roste s rostoucí teplotou vody.
• 17) Obecně platí, že z roztoku, které je za dané teploty nenasycený, se po ochlazení nemohou vylučovat krystaly rozpouštěné látky.
• 18) Roztok netěkavé látky v určitém rozpouštědle má vyšší tenzi nasycených par než čisté rozpouštědlo při stejné teplotě.
• 19) Teplota tuhnutí roztoku vzrůstá se snižující se koncentrací roztoku.
• 20) Při nízkém tlaku je rychlost pohybu molekul plynu menší než při tlaku vysokém.
• 21) Součin tlaku a objemu IP je přímo úměrný teplotě plynu.
• 22) Objem libovolného množství IP je při absolutní nule nulový.
• 23) Normální molární objem vodíku, kyslíku a helia je stejný.
• 24) Molární objem plynu neobsahuje při 100 °C stejný počet molekul jako při 0 °C.
• 25) Při teplotě 100 °C a tlaku 100 kPa má oxid dusný větší hustotu než oxid dusitý.
• 26) kapaliny jsou zcela nestlačitelné.
• 27) Při vzniku kovalentní vazby se musí atomy k sobě přiblížit na takovou vzdálenost, aby se překryly valenční orbitaly obsazené elektrony se souhlasnými spiny.
• 28) Vazba v molekulách typu „X2" je vždy kovalentního typu a neobsahuje značnější podíl iontové vazby.
• 29) Vazebný řád je vždy roven celému číslu.
• 30) Maximální počet vodíkových můstků, na kterých se podílí 1 molekula vody, jsou 4.
• 31) Pravidla, podle kterých se molekulové orbitaly zaplňují elektrony, nejsou shodná s pravidly pro zaplňování atomových orbitalů.
• 32) Rozdíl mezi vazbou kovalentní a koordinačně kovalentní je pouze ve způsobu vzniku těchto vazeb.
• 33) Trojná vazba obsahuje 1 pí vazbu a 2 sigma vazby.
• 34) Většina prvků má více než 1 nuklid.
• 35) Izobaryjsou nuklidy, které mají stejné nukleonové číslo.
• 36) Za trojnásobek poločasu rozpadu zůstane nepřeměněna 1/6 původního množství nuklidu.
• 37) elektrony mají pouze vlnový charakter.
• 38) Přechodné prvky nemají vlastnosti typických kovů, ale nejsou to nekovy.
• 39) Relativní molekulová hmotnost vyjadřuje, kolikrát je hmotnost dané molekuly větší než hmotnost atomu 126C
• 40) Stejné objemy libovolných látek obsahují při stejné teplotě a tlaku stejný počet molekul.
Vypočítejte
• 1) Vypočítejte hmotnost jednoho atomu Cs, pokud víte, že jeho atom je 1,0473 krát těžší než atom jodu (Arl = 126,9045)
• 2) V jakém objemu 0,2 M roztoku uhličitanu draselného bude obsaženo 0,15 mol draselných iontů?
• 3) Kolik gramů vody musíme odpařit z 250 g 8% roztoku KBr, aby vznikl 12% roztok?
• 4) amoniak se vyrábí přímou syntézou s prvků. Kolik I dusíku a vodíku potřebujeme na výrobu čpavku, který je obsažen v 1 litru jeho 26% roztoku o hustotě 0,9040 g/ml. Pro výpočet předpokládejte, že účinnost syntézy je 90 %.
• 5) Jaká je procentuální koncentrace 1,673 M roztoku kyseliny dusičné o hustotě 1,0543 g/ml.
• 6) Sloučenina dusíku a kyslíku obsahuje 63,636 % dusíku a 36,364 % kyslíku. Jaký je její stechiometrický vzorec?
Výsledky
• 1) 2,207 . 1022 g
• 2)375 ml
• 3) 83,3 g
• 4) 172,2 I dusíku, 516,5 I vodíku
• 5) 10%
• 6)N20