Sujet 6 et 16 - Chimie cinétique

Question 1

La théorie des collision repose sur quelle idée et quelles conditions s’appliquent pour qu’une collision aie lieu (2)?

Answer 1

La théorie des collisions repose sur l’idée que pour qu’une réaction chimique se produise entre deux ou plusieurs particules réactives, celles-ci doivent entrer en collision.

1. Les particules de réactif doivent entrer en collision avec la bonne orientation.
2. Les particules réactives doivent également entrer en collision avec suffisamment d’énergie pour surmonter la barrière énergétique de la réaction, appelée énergie d’activation (Ea).

Question 2

Qu’est-ce que l’énergie d’activation?

Answer 2

L’ énergie d’activation ( E a ) d’une réaction est la quantité minimale d’énergie que doivent avoir les particules en collision pour qu’une réaction chimique se produise.

Notez que l’énergie d’activation est la différence d’énergie entre les réactifs et l’ état de transition de la réaction

Question 3

Qu’est-ce que l’état de transition?

Answer 3

L’état de transition est l’état d’énergie le plus élevé sur une coordonnée de réaction ; cela indique un point auquel de nouveaux liens se forment en même temps que d’anciens liens sont rompus.

Question 4

Quelles vitesses de réactions ont tendance à avoir des énergies d’activation plus faibles ou plus élevées?

Answer 4

les réactions plus rapides ont tendance à avoir des énergies d’activation plus faibles, tandis que les réactions plus lentes ont tendance à avoir des énergies d’activation plus élevées

Question 5

Est-ce que les énergies d’activation changent avec la température?

Answer 5

Non.

Question 6

Qu’est-ce que la vitesse de réaction? et quelle est son équation?

Answer 6

La vitesse de réaction peut être définie comme la variation de concentration d’un réactif ou d’un produit par unité de temps.

V de réaction = - Δ(réactif) / ΔT
V de réaction = Δ(produit) / ΔT

Question 7

Qu’est-ce que la vitesse instantanée de réaction?

Answer 7

La vitesse instantanée de réaction est la vitesse de réaction à un moment donné.

Question 8

Qu’est-ce que la vitesse de réaction moyenne?

Answer 8

La vitesse de réaction moyenne est la vitesse de réaction moyenne sur une certaine période de temps.

Question 9

Quels sont les facteurs qui affectent les taux de réaction? (5)

Answer 9

Température
Concentration
Pression
Superficie
Catalyseurs

Question 10

Comment la température a un effet sur les taux de réactions?

Answer 10

Lorsque les particules présentes dans des gaz, des liquides ou des solutions sont chauffées, elles gagnent de l’énergie cinétique et se déplacent à une vitesse plus élevée. Cela a deux effets sur les particules en réaction :

Premièrement, la fréquence des collisions entre particules réactives augmente car les particules ont plus d’énergie cinétique à des températures plus élevées.

Deuxièmement, et plus important encore, à une température plus élevée, une plus grande proportion de particules réactives entreront en collision avec une énergie égale ou supérieure à l’énergie d’activation de la réaction.

Question 11

Comment la concentration a un effet sur les taux de réactions?

Answer 11

La vitesse de réaction est plus élevée dans la solution concentrée en raison de la fréquence accrue des collisions entre les ions. Une augmentation des collisions entraîne une plus grande probabilité de collisions réussies entre les particules réactives et, par conséquent, une augmentation de la vitesse de réaction.

Question 12

Comment la pression a un effet sur les taux de réactions?

Answer 12

Augmenter la pression pour une réaction impliquant des gaz signifie qu’il y a plus de particules de gaz dans un volume donné, augmentant ainsi la concentration. Cela se traduit par une augmentation de la fréquence des collisions entre particules réactives et une augmentation de la vitesse de réaction.

Question 13

Comment la superficie a un effet sur les taux de réactions?

Answer 13

La division d’un solide en morceaux plus petits augmente la surface par unité de volume et entraîne une augmentation de la vitesse de réaction.

Question 14

Comment les catalyseurs un effet sur les taux de réactions?

Answer 14

Les catalyseurs sont utilisés pour augmenter la vitesse des réactions chimiques. Ils y parviennent en fournissant une voie de réaction alternative qui a une énergie d’activation inférieure à celle de la voie non catalysée

Question 15

Est-ce que les catalyseurs diminuent l’énergie d’activation?

Answer 15

Les catalyseurs ne diminuent pas l’énergie d’activation d’une réaction – ils fournissent plutôt une voie de réaction alternative qui a une énergie d’activation plus faible.

Question 16

Qu’est-ce que des catalyseurs biologiques?

Answer 16

Les enzymes sont des catalyseurs biologiques. Ce sont de grosses molécules protéiques qui permettent aux réactions biochimiques qui se produisent chez les êtres vivants de se produire à des températures relativement basses.

Question 17

Qu’est-ce que l’ordre de réaction?

Answer 17

Le facteur par lequel la concentration d’un réactif affecte la vitesse d’une réaction est appelé ordre de réaction.

L’ordre d’une réaction par rapport à un réactif particulier ne peut être déterminé qu’à partir de données expérimentales ; il ne peut pas être déduit des coefficients de l’équation équilibrée.

Une fois que vous connaissez l’ordre de réaction par rapport à chaque réactif, vous pouvez en déduire l’ expression de la vitesse de la réaction.

Question 18

Qu’est-ce que l’expression de vitesse?

Answer 18

L’expression de vitesse (également connue sous le nom de loi de vitesse ou d’équation de vitesse ) donne la relation entre les concentrations de réactifs et la vitesse de réaction. Il peut être utilisé pour prédire la vitesse d’une réaction entre des réactifs de concentration connue et peut également aider à établir un mécanisme de réaction.

Question 19

Pour une réaction générale telle que :

W + X → Y + Z

où W et X sont les réactifs et Y et Z sont les produits, une expression de taux possible est:

Answer 19

taux = k [W]^a [X]^b

Les exposants a et b sont les ordres de réaction par rapport aux réactifs W et X. La minuscule k dans l’expression de vitesse est la constante de vitesse.

Question 20

Qu’est-ce que l’ordre globale de réaction?

Answer 20

La somme des ordres de réaction individuels est appelée ordre global de réaction.

Question 21

Qu’est-ce que la constante de vitesse k?

Answer 21

La constante de vitesse k est une constante pour une réaction à une température particulière (elle dépend de la température).

Question 22

Qu’est-ce qu’une réaction élémentaire?

Answer 22

Une réaction qui se déroule en une seule étape est appelée réaction élémentaire.

Question 23

Qu’est-ce que des étapes élémentaires?

Answer 23

De nombreuses réactions ne se produisent pas en une seule étape (appelées réactions non élémentaires ) mais se produisent plutôt sous la forme d’une séquence d’étapes. Ces étapes sont appelées étapes élémentaires.

Question 24

Qu’est-ce que l’étape de détermination de la vitesse?

Answer 24

L’étape de détermination de la vitesse est l’étape la plus lente du mécanisme de réaction . C’est l’étape du mécanisme réactionnel avec l’énergie d’activation la plus élevée, E a .

Question 25

Qu’est-ce que l’équation d’Arrhenius?

Answer 25

k = Ae ^(-Ea/RT)

A est la constante d’Arrhenius , également connue sous le nom de facteur pré-exponentiel ou facteur de fréquence .

E a est l’énergie d’activation (J mol −1 ).

T est la température absolue en kelvin (K).

R est la constante universelle des gaz (8,31 J K −1  mol −1 ).

e est une constante mathématique, également connue sous le nom de nombre d’Euler