تعيين رتبة التفاعل لتفاعل يشتمل على أكثر من مادة متفاعلة

مثال:

يتفاعل NO₂ مع HCl في الحالة الغازية حسب المعادلة الموزونة التالية:

NO  + H₂O + Cl₂   →   NO₂  + 2HCl 

وقد جمعت البيانات المدونة في الجدول التالي عند درجة 25 ْ س، والتي تمثل السرعة الابتدائية عند تراكيز مختلفة من HCl , NO₂ .

1. اكتب الصيغة العامة لقانون سرعة التفاعل.
2. جد رتبة التفاعل بالنسبة للمادة NO₂  .
3. جد رتبة التفاعل بالنسبة للمادة HCl .
4. ما رتبة التفاعل الكلية؟
5. اكتب قانون سرعة التفاعل.
6. احسب قيمة الثابت k مبيناً وحدته.
7. احسب سرعة التفاعل عندما يكون [NO₂] = [HCl] = 0,1 مول/لتر .

الحل:

1. الصيغة العامة لقانون السرعة هي:

    سرعة التفاعل = ^y[HCl] ^x[NO₂] k

2. لإيجاد رتبة التفاعل بالنسبة للمادة NO₂ نلاحظ أن [HCl] ثابتاً في التجربتين (1 ، 2) ، وأن مضاعفة [NO₂] مرتين أدى إلى مضاعفة سرعة التفاعل مرتين، أي أن التفاعل بالنسبة لـ NO₂ هو من الرتبة الأولى.

    أو يمكن أن نقسم التجربة رقم (2) على التجربة رقم (1):

    وباختصار قيمة ثابت السرعة k وتركيز HCl لأنهما ثابتان تصبح العلاقة:

3. لإيجاد رتبة التفاعل بالنسبة للمادة HCl نلاحظ أن [NO₂] ثابتاً في التجربتين (1 ، 3)، وأن مضاعفة [HCl] مرتين أدى إلى مضاعفة سرعة التفاعل مرتين، أي أن التفاعل بالنسبة لـ HCl هو من الرتبة الأولى.

    أو يمكن أن نقسِم التجربة رقم (3) على التجربة رقم (1):

    وباختصار قيمة ثابت السرعة k وتركيز NO₂ لأنهما ثابتان تصبح العلاقة:

4. رتبة التفاعل الكلية تساوي مجموع (x+y) = 1 + 1 = 2 ، لذلك يوصف التفاعل بأنه من الرتبة الثانية.

5. قانون السرعة للتفاعل هو:

    سرعة التفاعل = k [NO₂]¹[HCl] ¹

6. لحساب قيمة ثابت السرعة k نعوّض قيم التركيز والسرعة في إحدى التجارب الواردة في الجدول، فمثلاً يمكن تعويض القيم الواردة في الجدول والخاصة بالتجربة رقم (1):

    سرعة التفاعل = k [NO₂] ¹[HCl] ¹

7. لحساب سرعة التفاعل نعوّض قيمة ثابت السرعة المحسوب في الفرع السابق، والتراكيز المعطاة في السؤال في قانون السرعة:

    سرعة التفاعل = k [NO₂] ¹[HCl] ¹

    سرعة التفاعل = 0,015 × (0,1)¹ × (0,1)¹  = 0,00015 مول/لتر.ث

سؤال 1 :

في التفاعل الافتراضي الآتي: 3C  +  2D → 2A  +  3B، تم جمع البيانات العملية كما هو مبين في الجدول أدناه. اعتماداً على البيانات الواردة في الجدول، أجب عما يأتي:

1. احسب رتبة التفاعل لكل من المادتين: A ، B .
2. اكتب قانون سرعة التفاعل.
3. احسب قيمة ثابت سرعة التفاعل (k) مع ذكر وحدته.

سؤال 2 :

في التفاعل الآتي 2NO₂  →   2NO +  O₂  ، تم جمع البيانات العملية كما هو مبين في الجدول أدناه، اعتماداً على البيانات الواردة في الجدول، أجب عما يأتي:

1. احسب رتبة التفاعل لكل من المادتين : O₂ ، NO .
2. اكتب قانون سرعة التفاعل ثم احسب قيمة ثابت سرعة التفاعل (k) مع ذكر وحدته.

سؤال 3 :

في التفاعل الافتراضي الآتي:2C  →  2A  +  B 

تم جمع البيانات العملية كما هو مبين في الجدول التالي:

اعتماداً على البيانات الواردة، أجب عما يأتي:

1. احسب رتبة التفاعل بالنسبة إلى المادة A ، والمادة B .
2. اكتب قانون السرعة لهذا التفاعل.
3. احسب قيمة ثابت سرعة التفاعل (k) ، مع ذكر وحدته.

سؤال 4 :

اعتماداً على البيانات الواردة في الجدول الآتي للتفاعل : C _(g) + 2D _(g) →  2A _(g) + 2B _(g)

1. احسب رتبة التفاعل بالنسبة إلى المادة A .
2. احسب رتبة التفاعل بالنسبة إلى المادة B .
3. اكتب قانون السرعة للتفاعل السابق.
4. احسب قيمة ثابت سرعة التفاعل السابق (k  ) مع ذكر وحدته.

سؤال 5 :

في التفاعل الآتي:  2NOCl →  2NO  +  Cl₂  ، تم جمع البيانات العملية كما هو مبين في الجدول أدناه، أجب عما يأتي:

1. احسب رتبة التفاعل لكل من المادتين: Cl₂ ، NO .
2. اكتب قانون سرعة التفاعل.
3. احسب قيمة ثابت السرعة (k) مع ذكر وحدته.

سؤال 6 :

في التفاعل الافتراضي الآتي:

نواتج → F + E + D

تم تسجيل البيانات المبينة في الجدول أدناه عملياً من خلال التجربة:

1. اكتب قانون سرعة التفاعل.
2. احسب تركيز المادة D في التجربة رقم (5).

سؤال 7 :

يتفاعل الماء مع CH₃Cl حسب المعادلة التالية:

CH₃OH + HCl → CH₃Cl + H₂O

إذا علمت أن سرعة التفاعل تتضاعف مرتين عند مضاعفة تركيز CH₃Cl مرتين، كما تتضاعف السرعة أربع مرات عند مضاعفة تركيز H₂O مرتين.

أجب عما يأتي:

1. احسب رتبة التفاعل بالنسبة لكل من المادتين H₂O , CH₃Cl .
2. اكتب قانون سرعة التفاعل.
3. إذا كانت سرعة التفاعل = 1,5 مول / لتر.ثانية، عندما يكون [H₂O] = [CH₃Cl] = 0,2 مول/لتر. احسب قيمة ثابت سرعة التفاعل (k).

سؤال 8 :

أ) ادرس الجدول المجاور الذي يوضح بيانات التفاعل الافتراضي: 2C  + 2D  →  3A  + B ثم أجب عن الأسئلة الآتية:                   

1. ما رتبة التفاعل بالنسبة إلى المادة A ؟
2. ما رتبة التفاعل بالنسبة إلى المادة B ؟
3. اكتب قانون السرعة لهذا التفاعل.
4. ما قيمة ثابت سرعة التفاعلk  ؟

ب) إذا كانت رتبة التفاعل لمادة متفاعلة هي (1) وازداد تركيز المادة إلى الضعف مع بقاء العوامل الأخرى ثابتة، فكم مرة تتضاعف سرعة التفاعل؟                                                             

سؤال 9 :

اعتماداً على البيانات الواردة في الجدول الآتي للتفاعل:   C  →  A  +  B 

1. احسب رتبة التفاعل بالنسبة إلى المادة A ، وإلى المادة B .
2. احسب قيمة ثابت سرعة التفاعل السابق (k) مع ذكر وحدته.

سؤال 10 :

في التفاعل العام الآتي : 2C + D  →  2A + 2B  ، وكان قانون سرعة التفاعل (س) = [B] [A] k ² ، فكم تتضاعف سرعة التفاعل في الحالات التالية:

1. عند مضاعفة تركيز كل من A ، B معاً.
2. مضاعفة تركيز B مرتين ومضاعفة تركيز A ثلاث مرات.

سؤال 11 :

إذا كان قانون سرعة للتفاعل:  G  →  M  +  R  هو: السرعة = [R] k ²

وكانت سرعة التفاعل 1,2 × 10^-3 مول/لتر.ث، فكم تصبح قيمة سرعة التفاعل في الحالات التالية:

1. مضاعفة تركيز R ثلاث مرات، و M مرتين.
2. تقليل تركيز R إلى النصف، ومضاعفة تركيز M أربع مرات.

سؤال 12 :

في التفاعل الغازي:   2NOCl → 2NO  +  Cl₂   ، وجد أن سرعة التفاعل تتضاعف مرتين عند مضاعفة [Cl₂] مرتين مع بقاء [NO] ثابتاً، كما تتضاعف سرعة التفاعل (8) مرات عند مضاعفة تركيز كل من Cl₂، NO مرتين.

1. ما رتبة التفاعل بالنسبة للمادتين Cl₂ و NO ؟
2. اكتب قانون سرعة التفاعل.

سؤال 13 :

التفاعل التالي يحدث في الهواء الملوث: N₂O₅  +  O₂    →  2NO₂  +  O₃ 

فإذا كان قانون السرعة لهذا التفاعل هو: س = [O₃] [NO₂] k ، وجمعت البيانات التالية لهذا التفاعل، فجد قيمتي (س)، (ص).

سؤال 14 :

الرتبة الكلية للتفاعل الغازي التالي:

 نواتج → 2AB + 2C  هو (3)، وقد تم الحصول على النتائج المبينة في الجدول أدناه.

احسب [C] في التجربة الثالثة.

سؤال 15 :

في التفاعل الافتراضي التالي: 2C  +  2D →  A  +  3B ، تم جمع البيانات العملية كما هو مبين في الجدول أدناه. اعتماداً على البيانات الواردة في الجدول، أجب عن الأسئلة التي تلي الجدول، علماً بأن قيمة ثابت السرعة للتفاعل تساوي 10 لتر/مول . ث:

1. احسب رتبة التفاعل لكل من المادتين: A ، B .
2. اكتب قانون سرعة التفاعل.
3. احسب قيمة (ص).