Реакция между веществами А и В выражается уравнением: А+2В↔С.
Начальные концентрации составляют: [А]о=0,03 моль/дм3
, [В]о=0,05 моль/дм3
.
Константа скорости реакции равна 0,4. Найти начальную скорость реакции
и скорость реакции по истечении некоторого времени, когда концентрация вещества
А уменьшится на 0,01 моль/дм3
Ответы
Ответ:
Объяснение:
Начальная скорость реакции определяется по формуле скорости химической реакции:
$$v_0 = k[\text{А}]_0[\text{В}]_0 = 0,4 \cdot 0,03 \cdot 0,05 = 0,0006\text{ моль/(л·с)}. $$
Поскольку реакция в обе стороны, то скорость реакции будет уменьшаться со временем, а концентрация А будет уменьшаться. Найдем, как изменится концентрация А через время $t$:
$$[\text{А}] = [\text{А}]_0 - \Delta[\text{А}] = 0,03 - 0,01 = 0,02\text{ моль/л}. $$
При этом количество В, участвующего в реакции, уменьшится на величину $\Delta[\text{В}] = 0,01 \cdot 2 = 0,02$ моль/л.
Скорость реакции в момент времени $t$ можно выразить через концентрации обоих реагентов, учитывая, что изменение концентраций происходит с одинаковой скоростью в соответствии с коэффициентами стехиометрического уравнения:
$$v = k [\text{А}] [\text{В}] = 0,4 \cdot (0,03 - 0,01\cdot t)\cdot(0,05 - (0,02 - 0,01\cdot t)/2)=$$
$$=0,4\cdot(0,03 - 0,01\cdot t)\cdot(0,04 + 0,005\cdot t).$$
Подставляя $t=0$, получаем $v(0) = 0,0006\text{ моль/(л·с)}$ - начальная скорость. Чтобы найти скорость реакции по истечении времени, необходимо подставить найденную концентрацию А в формулу для скорости реакции. Например, если мы хотим найти скорость реакции, когда концентрация А станет равной $0,02\text{ моль/л}$, то нужно найти $t$, для которого выполняется уравнение $0,02 = 0,03 - 0,01\cdot t$ и подставить его в формулу для скорости реакции.