Arbeitsblatt Reaktionskinetik mit Lösungen

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1.Leicht
t (min)C/C₀t½​ = 2 min0,5

Eine Reaktion erster Ordnung hat eine Halbwertszeit von 2 min. Bestimme ihre Geschwindigkeitskonstante k.

t½ = 2 min
k = min⁻¹
2.Leicht
t (min)C (mol/L)30 minC = ?

Eine Reaktion erster Ordnung A → Produkte hat eine Geschwindigkeitskonstante von 0,01 min⁻¹. Die Anfangskonzentration von A beträgt 1 mol/L. Bestimme die Konzentration CA nach 30 min.

k = 0,01 min⁻¹CA0 = 1 mol/Lt = 30 min
CA = mol/L
3.Mittel
t (min)C (mol/L)t½​ = ?C0​/2

Eine Reaktion zweiter Ordnung (−rA = k·CA²) hat k = 0,2 L/(mol·min) und eine Anfangskonzentration von 0,2 mol/L. Bestimme ihre erste Halbwertszeit t½.

k = 0,2 L/(mol·min)CA0 = 0,2 mol/L
t½ = min
4.Mittel
t (min)C (mol/L)2 minC = ?

Eine Reaktion mit dem Geschwindigkeitsgesetz −rA = k·CA² hat k = 0,4 L/(mol·min) und startet bei 1 mol/L. Bestimme die Konzentration CA nach 2 min.

k = 0,4 L/(mol·min)CA0 = 1 mol/Lt = 2 min
CA = mol/L
5.Schwer
CA0​ (mol/L)r (mol/(L·s))Versuch 10,10,005Versuch 20,20,02n = ?

Zwei Versuche messen die Anfangsgeschwindigkeit von A → Produkte. Mit CA0 = 0,1 mol/L beträgt die Geschwindigkeit 0,005 mol/(L·s); mit CA0 = 0,2 mol/L beträgt sie 0,02 mol/(L·s). Bestimme die Reaktionsordnung n bezüglich A.

CA0,1 = 0,1 mol/Lr1 = 0,005 mol/(L·s)CA0,2 = 0,2 mol/Lr2 = 0,02 mol/(L·s)
n =
6.Schwer
1/Tln kT = 50 °Cln 0,05ln A = ?Ea​ = 75 kJ/mol

Eine Reaktion erster Ordnung hat bei 50 °C eine Geschwindigkeitskonstante von 0,05 s⁻¹ und eine Aktivierungsenergie von 75 kJ/mol. Bestimme den Stoßfaktor (präexponentiellen Faktor) A in der Arrhenius-Gleichung.

k = 0,05 s⁻¹T = 50 °CEa = 75 kJ/molR = 8,314 J/(mol·K)
A = s⁻¹

Lösungsschlüssel

  1. 1. k = 0,3466 min⁻¹
  2. 2. CA = 0,7408 mol/L
  3. 3. t½ = 25 min
  4. 4. CA = 0,5556 mol/L
  5. 5. n = 2
  6. 6. A = 6,646 × 10¹⁰ s⁻¹

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