ВсОШ 2024, РЭ, 11 класс, №3

11-3: схема или рисунок к условию, фрагмент 1, страница 4
Рождение, жизнь и смерть квантовых точек

Квантовыми точками называют кристаллы полупроводников нанометрового размера, обладающие способностью к люминесценции. Многие светоизлучающие квантовые точки имеют двухслойную структуру – они состоят из ядра (бинарное вещество и оболочки (бинарное вещество . Ядро синтезировали, нагревая в октадецене-1 смесь, состоящую из миристата двухвалентного металла (соль тетрадекановой кислоты, масс. % металла) и оксида неметалла масс. % кислорода). Для стабилизации нанокристаллов в раствор добавляли олеиновую кислоту. Полученные квантовые точки осаждали ацетоном. Для наращивания оболочки вокруг ядра квантовые точки растворили в октадецене-1, добавили олеат того же металла, октантиол и нагревали при , в результате чего происходил медленный послойный рост оболочки вокруг ядра.

Установите формулы веществ и , ответ подтвердите расчетом. Напишите уравнение реакции образования .

Обоснование, расчёты и уравнения приведите в полном решении.

Формула .

Войдите, чтобы проверять ответы

Формула .

Войдите, чтобы проверять ответы

Диаметр полученных квантовых точек составил нм, а диаметр ядра –

нм. Оболочка состоит из слоев вещества толщиной нм. Определите число слоев.

Число слоёв.

Войдите, чтобы проверять ответы

Поглощая синий свет, квантовые точки переходят в возбужденное состояние и сами испускают свет, длина волны которого зависит от размера частицы. Однако, под действием света накачки, кислорода воздуха и паров воды квантовые точки постепенно разрушаются, поэтому интенсивность испускаемого ими света уменьшается со временем. В таблице приведены данные одного эксперимента о зависимости интенсивности излучения квантовых точек I(t) от времени – начальная интенсивность) при температуре К:

= К
, мин /

а) Считая, что интенсивность излучения пропорциональна концентрации квантовых точек, найдите порядок реакции их разложения. Подтвердите расчетом.

б) Найдите время, за которое интенсивность излучения уменьшится в раза.

в) Через какое время свечение прекратится совсем?

Ответ и обоснование приведите в полном решении в конце задачи.

Энергия активации реакции разложения квантовых точек равна кДж/моль. Выберите любую (целочисленную) температуру в диапазоне от до К и при этой температуре найдите время, через которое интенсивность излучения квантовых точек снизится в раза. Дополнительная информация Зависимость интенсивности излучения от времени: = – I(t) порядок = порядок = – порядок Зависимость константы скорости от температуры: k(T) = const – Ответ и обоснование приведите в полном решении в конце задачи.

Полное решение задачи.

Введите решение текстом и/или прикрепите фото или PDF.

Фото или PDF, до 20 МБ на файл, до 10 файлов. Ответ проверят вручную.
Войдите, чтобы проверять ответы
Ответ

Решение

. Соль ,
= M(M) / (M(M) + = ,
M(M) = г/моль – кадмий . Оксид
= / = ,
M(R) = , при = получаем M(R) = г/моль – селен . Вещество – селенид кадмия . Вещество – сульфид кадмия . Уравнение реакции:
+ = + + .

. dнаночастицы = dядра + 2lоболочки lоболочки = – / = нм Число слоёв: / = .

. а) Реакция имеет порядок: I(t) = – . Проверяем: = – / = – / = мин−1

б) = . = / = / = мин.

в) = . = / = / = мин.

. Время полураспада обратно пропорционально константе скорости:
= / .
Для времени полураспада можно записать уравнение типа уравнения Аррениуса, но с противоположным знаком:
= const +
Отсюда:

или

где = мин−1, = Дж/моль.

, , мин , , мин , , мин , , мин

Ответы

. – , – .

. слоев.

. а) . б) мин. в) мин.

. См. таблицу.

1

формула – балла (без расчета – баллов), из них балл – за , балл за , балл за формула – балл (расчет не требуется) уравнение реакции – балл (принимается даже в общем виде, с и

5
2

толщина оболочки – балл число слоев – балл

2
3

а) порядок реакции с выводом или подтверждением – балла (без расчета – баллов) б) время полураспада – балл (без расчета – баллов) в) время окончания свечения – балл (без расчета – баллов)

4
4

Идея о том, что обратно пропорционально – балл Формула для расчета на основе уравнения Аррениуса – балл Правильное значение – балла. Любой ответ без расчета – баллов.

4
Максимум: 15

Похожие задачи

ВсОШ 2025, РЭ, 11 класс, №3

Пар – насыщенный и не очень Если открытый сосуд с жидким веществом X поставить в помещении, в котором давление пара вещества mathrm{P0} меньше насыщенного Pнасыщ, то жидкость начнёт испаряться, а давление пара расти. Зависимость давления пара от времени mathrm{P(t)} описывается кинетическ

ВсОШ 2026, региональный этап, 10 класс, задача 2

С открытием радиоактивности появилось много различных изотопов элементов, которые тогда считали самостоятельными элементами. Таблица Д.И. Менделеева не могла их всех вместить и даже названий не хватало, поэтому их стали называть по элементу, в продуктах распада которого они обнаруживались. Так появи

ВсОШ 2025, РЭ, 10 класс, №2

Похожие, но разные Вещества A и mathrm{B} обладают схожими формулами и практически идентичными свойствами. Однако в одном из свойств они кардинально различаются, что и определяет область применения более лёгкого вещества A. Более того, при нагревании до 800{}circmathrm C оно реагирует с г

ВсОШ 2025, РЭ, 9 класс, №3

Элементы одного периода X, mathrm{Y} и Z образуют между собой бинарные соединения A, mathrm{B} и mathrm{C}. Соединения A и mathrm{B} достаточно легко образуются при нагревании соответствующих простых веществ и принадлежат к классу солей (р-ции 1,2), в то время как соединение mathrm{C} – гипотетическ