Sterpis Chemistry Academy

SC-KIN-005 - Νόμος ταχύτητας από πειραματικά δεδομένα

Πρωτότυπη άσκηση Χημικής Κινητικής Γ΄ Λυκείου - Academy Edition 3.0

ΚεφάλαιοΤαχύτητα αντίδρασης
ΥποενότηταΝόμος ταχύτητας - τάξη αντίδρασης
Δυσκολία🔴 7,2 / 10
Χρόνος20 λεπτά

Διδακτικός στόχος

✔ Να βρίσκεις τις επιμέρους τάξεις με σύγκριση πειραμάτων.
✔ Να γράφεις τον νόμο ταχύτητας.
✔ Να υπολογίζεις τη σταθερά k και τις μονάδες της.
✔ Να προβλέπεις τη μεταβολή της ταχύτητας.

Εκφώνηση

Για την αντίδραση:

2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g)

πραγματοποιήθηκαν, στην ίδια θερμοκρασία, τα παρακάτω πειράματα:

Πείραμα[NO] (M)[O2] (M)Αρχική ταχύτητα (mol·L-1·s-1)
10,100,101,2·10-3
20,200,104,8·10-3
30,200,209,6·10-3
  1. Να προσδιορίσετε τον νόμο ταχύτητας.
  2. Να υπολογίσετε την τιμή και τις μονάδες της σταθεράς k.
  3. Να υπολογίσετε την αρχική ταχύτητα όταν [NO]=0,30 M και [O2]=0,20 M.
  4. Να υπολογίσετε πόσες φορές μεταβάλλεται η ταχύτητα αν διπλασιαστούν ταυτόχρονα οι συγκεντρώσεις και των δύο αντιδρώντων.

Προσπάθησε μόνος σου

Οργάνωσε πρώτα τα δεδομένα και επίλεξε τη σχέση που συνδέει άμεσα το ζητούμενο με τις γνωστές ποσότητες.

Καθοδηγούμενη βοήθεια

Εμφάνιση 1ης βοήθειας
Σύγκρινε πρώτα δύο πειράματα στα οποία μεταβάλλεται μόνο μία συγκέντρωση.
Εμφάνιση 2ης βοήθειας
Για τις μονάδες της k χρησιμοποίησε τις μονάδες της ταχύτητας και τη συνολική τάξη της αντίδρασης.

Πλήρης λύση

1ο βήμα: Γενική μορφή νόμου ταχύτητας

υ=k[NO]x[O2]y

2ο βήμα: Εύρεση τάξης ως προς NO

Συγκρίνουμε τα πειράματα 1 και 2, στα οποία η [O2] παραμένει σταθερή:

υ2/υ1=([NO]2/[NO]1)x
(4,8·10-3)/(1,2·10-3)=(0,20/0,10)x
4=2x ⇒ x=2

3ο βήμα: Εύρεση τάξης ως προς O2

Συγκρίνουμε τα πειράματα 2 και 3, στα οποία η [NO] παραμένει σταθερή:

υ3/υ2=([O2]3/[O2]2)y
(9,6·10-3)/(4,8·10-3)=(0,20/0,10)y
2=2y ⇒ y=1

4ο βήμα: Νόμος ταχύτητας

υ=k[NO]2[O2]

Η συνολική τάξη είναι 2+1=3.

5ο βήμα: Υπολογισμός k

Χρησιμοποιούμε το πείραμα 1:

1,2·10-3=k(0,10)2(0,10)
1,2·10-3=k·10-3 ⇒ k=1,2

Για αντίδραση συνολικής τάξης 3:

[k]=L2·mol-2·s-1

6ο βήμα: Νέα αρχική ταχύτητα

υ=1,2·(0,30)2·0,20
υ=1,2·0,09·0,20=2,16·10-2 mol·L-1·s-1

7ο βήμα: Ταυτόχρονος διπλασιασμός συγκεντρώσεων

υ'/υ=(2)2·(2)1=8

Η ταχύτητα οκταπλασιάζεται.

Τελικές απαντήσεις: υ=k[NO]²[O₂], k=1,2 L²·mol⁻²·s⁻¹, νέα ταχύτητα 2,16·10⁻² mol·L⁻¹·s⁻¹ και με ταυτόχρονο διπλασιασμό των συγκεντρώσεων η ταχύτητα γίνεται 8 φορές μεγαλύτερη.

Συχνά λάθη μαθητών

Τελικό συμπέρασμα

Ο νόμος ταχύτητας προσδιορίζεται πειραματικά και οι εκθέτες του προκύπτουν από ελεγχόμενες συγκρίσεις πειραμάτων.

Τι θα μπορούσε να ρωτήσει ακόμη ο εξεταστής;

Συνδέεται με

Πειραματική μέθοδος • Τάξη αντίδρασης • Σταθερά ταχύτητας • Μηχανισμός αντίδρασης

Sterpis Chemistry Academy • SC-KIN-005 • Version 1.0 • 15/07/2026