Номер 7, страница 115 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

7. В сосуде объёмом $8 \text{ дм}^3$ протекает реакция $2\text{А}_{(\text{г})} + \text{Б}_{(\text{г})} = 2\text{В}_{(\text{г})}$. Через $2 \text{ мин}$ после начала реакции количество В составило $4,8 \text{ моль}$. Определите скорость:

а) образования вещества В;

б) расходования вещества Б.

Дано:

Уравнение реакции: $2А_{(г)} + Б_{(г)} = 2В_{(г)}$

Объём сосуда: $V = 8 \text{ дм}^3$

Время реакции: $\Delta t = 2 \text{ мин}$

Количество образовавшегося вещества В: $n(В)_{обр} = 4,8 \text{ моль}$

Перевод в стандартные единицы для расчёта скорости:

$V = 8 \text{ дм}^3$

$\Delta t = 2 \text{ мин} = 2 \cdot 60 \text{ с} = 120 \text{ с}$

Найти:

а) Скорость образования вещества В - $v(В)$

б) Скорость расходования вещества Б - $v(Б)$

Решение:

а) образования вещества В

Скорость реакции по продукту определяется как изменение его концентрации за единицу времени.

Формула для скорости образования вещества В: $v(В) = \frac{\Delta C(В)}{\Delta t}$.

Изменение концентрации вещества В, $\Delta C(В)$, равно изменению его количества вещества, $\Delta n(В)$, делённому на объём системы $V$:

$\Delta C(В) = \frac{\Delta n(В)}{V}$

Поскольку в начальный момент времени вещество В отсутствовало, изменение его количества равно количеству образовавшегося вещества: $\Delta n(В) = n(В)_{обр} = 4,8 \text{ моль}$.

Вычислим изменение концентрации вещества В:

$\Delta C(В) = \frac{4,8 \text{ моль}}{8 \text{ дм}^3} = 0,6 \text{ моль/дм}^3$

Теперь определим скорость образования вещества В:

$v(В) = \frac{0,6 \text{ моль/дм}^3}{120 \text{ с}} = 0,005 \text{ моль/(дм}^3 \cdot \text{с)}$

Ответ: $0,005 \text{ моль/(дм}^3 \cdot \text{с)}$.

б) расходования вещества Б

Скорости реакции по разным веществам (реагентам и продуктам) связаны через их стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции.

Для реакции $2А_{(г)} + Б_{(г)} = 2В_{(г)}$ соотношение скоростей записывается как:

$\frac{v(А)}{2} = \frac{v(Б)}{1} = \frac{v(В)}{2}$

Из этого соотношения выразим скорость расходования вещества Б ($v(Б)$) через известную нам скорость образования вещества В ($v(В)$):

$v(Б) = \frac{v(В)}{2}$

Подставим найденное в пункте а) значение $v(В)$:

$v(Б) = \frac{0,005 \text{ моль/(дм}^3 \cdot \text{с)}}{2} = 0,0025 \text{ моль/(дм}^3 \cdot \text{с)}$

Ответ: $0,0025 \text{ моль/(дм}^3 \cdot \text{с)}$.