Номер 1, страница 95, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

•1. За месяц до начало занятий в школе лаборант приготовил водный раствор пероксида водорода с концентрацией $0,3 \text{ моль/л}$ и оставил колбу с раствором на полке. Первого сентября учитель химии готовил демонстрационный опыт и обнаружил, что концентрация $H_2O_2$ уменьшилась вдвое. Рассчитайтесреднюю скорость разложения пероксида водорода.

Ответ: $5 \cdot 10^{-3} \text{ моль/л}\cdot\text{сут}$

1. Дано:

Начальная молярная концентрация $H_2O_2$: $C_1 = 0,3 \text{ моль/л}$

Интервал времени: $\Delta t = 1 \text{ месяц}$

Конечная молярная концентрация $H_2O_2$: $C_2 = \frac{C_1}{2}$

Перевод данных в систему СИ:

Концентрация: $1 \text{ л} = 1 \text{ дм}^3 = 10^{-3} \text{ м}^3$.

$C_1 = 0,3 \frac{\text{моль}}{\text{л}} = 0,3 \frac{\text{моль}}{10^{-3} \text{м}^3} = 300 \frac{\text{моль}}{\text{м}^3}$.

Время (примем 1 месяц = 30 дней): $\Delta t = 30 \text{ суток} = 30 \cdot 24 \cdot 3600 \text{ с} = 2592000 \text{ с}$.

Найти:

Средняя скорость разложения $\bar{v}$ - ? (в моль/л·сут)

Решение:

Средняя скорость химической реакции определяется как изменение концентрации одного из реагентов за единицу времени. Формула для расчета средней скорости реакции по реагенту:

$\bar{v} = -\frac{\Delta C}{\Delta t} = -\frac{C_2 - C_1}{\Delta t}$

где $\Delta C$ — изменение концентрации ($C_2$ - конечная, $C_1$ - начальная), а $\Delta t$ — промежуток времени. Знак "минус" используется потому, что концентрация реагента со временем уменьшается, а скорость реакции является положительной величиной.

Согласно условию, начальная концентрация пероксида водорода была $C_1 = 0,3 \text{ моль/л}$.

Через месяц концентрация уменьшилась вдвое, значит, конечная концентрация $C_2$ стала:

$C_2 = \frac{C_1}{2} = \frac{0,3 \text{ моль/л}}{2} = 0,15 \text{ моль/л}$

Промежуток времени $\Delta t$ составляет 1 месяц. Для расчета скорости в единицах моль/(л·сут), которые указаны в ответе, примем, что в месяце 30 суток: $\Delta t = 30 \text{ сут}$.

Подставим значения в формулу для расчета средней скорости:

$\bar{v} = -\frac{0,15 \text{ моль/л} - 0,3 \text{ моль/л}}{30 \text{ сут}} = -\frac{-0,15 \text{ моль/л}}{30 \text{ сут}}$

$\bar{v} = \frac{0,15 \text{ моль/л}}{30 \text{ сут}} = 0,005 \frac{\text{моль}}{\text{л} \cdot \text{сут}}$

Для соответствия с форматом ответа в задании, представим результат в стандартном виде (с использованием степени):

$\bar{v} = 5 \cdot 10^{-3} \frac{\text{моль}}{\text{л} \cdot \text{сут}}$

Ответ: средняя скорость разложения пероксида водорода равна $5 \cdot 10^{-3}$ моль/(л·сут).