Companion to the Reactivity 2.2 Challenge Practice SetReactivity 2.2 挑战练习题集的配套解析
Topics Reactivity 2.2.1 – 2.2.13 (+ 2.1 cross-overs)考点 Reactivity 2.2.1 – 2.2.13(兼及 2.1 交叉)HL · CHALLENGE
Gas-burette method with 5.0 cm³ trapped air offset at $t = 0$; how to extract the initial rate?气体量筒法,$t = 0$ 时已有 5.0 cm³ 空气偏移;如何获得初始速率?
$t_{1/2}$ doubles when $[\mathrm{A}]_0$ is halved. Order in A?$[\mathrm{A}]_0$ 减半时 $t_{1/2}$ 加倍。关于 A 的级数?
Ester hydrolysis in water: true rate $= k[\text{ester}][\mathrm{H_2O}]$; observed $= k_\text{obs}[\text{ester}]$.酯在水中水解:真实速率 $= k[\text{酯}][\mathrm{H_2O}]$;观察 $= k_\text{obs}[\text{酯}]$。
nucleophile)。
$\mathrm{2A + B \to P}$, rate $= k[\mathrm{A}]^2/[\mathrm{B}]$. Consistent mechanism?$\mathrm{2A + B \to P}$,rate $= k[\mathrm{A}]^2/[\mathrm{B}]$。一致的机理?
Pb on Pt converter; rate falls.Pt 转化器被 Pb 毒化;速率下降。
adsorb)并反应的特定原子排列。Pb 不可逆地结合在这些位点上,使 CO 分子无法再在此吸附。Pt 总量不变,但有效表面积减小,CO 与 $\mathrm{O_2}$ 在 Pt 上的碰撞速率下降。(A) 错误:未被毒化的 Pt 位点仍以原有 $E_a$ 工作 —— 改变的不是能量学,而是可用面积。(D) 错误:$\Delta H$ 是反应的热力学属性,与催化剂无关。
Enzyme $r_0$ vs $[\mathrm{S}]$: linear at low, plateau at high. Orders?酶的 $r_0$ 对 $[\mathrm{S}]$ 图:低 $[\mathrm{S}]$ 线性,高 $[\mathrm{S}]$ 平台。级数?
Langmuir adsorption isotherm)相同,思想与异相催化中"催化剂表面饱和"完全一致。
Step 1 (fast eq): $\mathrm{A + B \rightleftharpoons X}$, $K_\text{eq}$; Step 2 (slow): $\mathrm{X + C \to P}$, $k$. Rate law in measured species?第 1 步(快平衡):$\mathrm{A + B \rightleftharpoons X}$,$K_\text{eq}$;第 2 步(慢):$\mathrm{X + C \to P}$,$k$。以可测物种表达的速率方程?
First-order $\mathrm{A \to 2\,B}$; $t_{1/2} = 60~\mathrm{s}$; $[\mathrm{A}]_0 = 0.40$. $[\mathrm{B}]$ at $t = 180~\mathrm{s}$?一级 $\mathrm{A \to 2\,B}$;$t_{1/2} = 60~\mathrm{s}$;$[\mathrm{A}]_0 = 0.40$。$t = 180~\mathrm{s}$ 时 $[\mathrm{B}]$?
Cl-catalysed vs uncatalysed $\mathrm{O_3}$ destruction in the stratosphere at 220 K, with $E_{a,\text{cat}} = 2.2~\mathrm{kJ\,mol^{-1}}$ and $E_{a,\text{uncat}} = 17.1~\mathrm{kJ\,mol^{-1}}$.平流层 220 K 下,氯催化与无催化 $\mathrm{O_3}$ 销毁,$E_{a,\text{cat}} = 2.2~\mathrm{kJ\,mol^{-1}}$、$E_{a,\text{uncat}} = 17.1~\mathrm{kJ\,mol^{-1}}$。
$\mathrm{2\,N_2O_5(g) \to 4\,NO_2(g) + O_2(g)}$ at 338 K; $P_0 = 50.0~\mathrm{kPa}$; $P_\text{tot}$ at 0, 600, 1200, 1800 s = 50.0, 65.0, 77.0, 86.6 kPa.$\mathrm{2\,N_2O_5(g) \to 4\,NO_2(g) + O_2(g)}$,338 K;$P_0 = 50.0~\mathrm{kPa}$;$t$ = 0、600、1200、1800 s 时 $P_\text{tot}$ = 50.0、65.0、77.0、86.6 kPa。
| $t$ (s) | $P_\text{tot}$ (kPa) | $P_{\mathrm{N_2O_5}}$ (kPa) | $\ln P_{\mathrm{N_2O_5}}$ |
|---|---|---|---|
| 0 | 50.0 | $\tfrac{1}{3}(250-100)=50.0$ | $3.912$ |
| 600 | 65.0 | $\tfrac{1}{3}(250-130)=40.0$ | $3.689$ |
| 1200 | 77.0 | $\tfrac{1}{3}(250-154)=32.0$ | $3.466$ |
| 1800 | 86.6 | $\tfrac{1}{3}(250-173.2)=25.6$ | $3.243$ |
$\mathrm{S_2O_8^{2-} + 2\,I^- \to 2\,SO_4^{2-} + I_2}$ at 298 K; orders, rate constant, mechanism, iodine-clock prediction, Fe³⁺ catalysis.298 K 下 $\mathrm{S_2O_8^{2-} + 2\,I^- \to 2\,SO_4^{2-} + I_2}$;级数、速率常数、机理、碘时钟预测、$\mathrm{Fe^{3+}}$ 催化。
$\mathrm{2\,H_2O_2 \to 2\,H_2O + O_2}$ catalysed by $\mathrm{I^-}$ at 298 K; three initial-rate runs varying $[\mathrm{H_2O_2}]$ and $[\mathrm{I^-}]$, plus a time-resolved $[\mathrm{H_2O_2}]$ table for Run 1.298 K 下 $\mathrm{I^-}$ 催化 $\mathrm{2\,H_2O_2 \to 2\,H_2O + O_2}$;三组改变 $[\mathrm{H_2O_2}]$ 与 $[\mathrm{I^-}]$ 的初始速率数据,外加 Run 1 的 $[\mathrm{H_2O_2}]$ 随时间变化数据。
| $t$ (s) | $[\mathrm{H_2O_2}]$ | $\ln[\mathrm{H_2O_2}]$ | $\Delta \ln$ over 500 s |
|---|---|---|---|
| 0 | 0.100 | $-2.303$ | — |
| 500 | 0.0779 | $-2.552$ | $-0.249$ |
| 1000 | 0.0607 | $-2.801$ | $-0.249$ |
| 1500 | 0.0472 | $-3.053$ | $-0.252$ |
| 2000 | 0.0368 | $-3.303$ | $-0.250$ |