Номер 7, страница 80 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

7. В химической реакции, протекающей по уравнению

$ \text{H}_2\text{S} + \text{Cl}_2 = \text{S} + 2\text{HCl}, $

концентрация газообразного хлора за 3 мин уменьшилась с 0,063 моль/л до 0,027 моль/л. Рассчитайте скорость химической реакции в данный промежуток времени.

Дано:

Уравнение реакции: $H_2S + Cl_2 = S + 2HCl$

Начальная концентрация хлора, $C_1(Cl_2) = 0,063$ моль/л

Конечная концентрация хлора, $C_2(Cl_2) = 0,027$ моль/л

Промежуток времени, $\Delta t = 3$ мин

Найти:

Скорость химической реакции, $v$

Решение:

Средняя скорость химической реакции определяется как изменение концентрации одного из веществ, участвующих в реакции, за единицу времени. Поскольку в задаче дано изменение концентрации реагента (хлора), который расходуется в ходе реакции, формула для расчета средней скорости реакции ($v$) имеет вид:

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

где $C_1$ — начальная концентрация, $C_2$ — конечная концентрация, а $\Delta t$ — промежуток времени.

Скорость реакции можно выразить через изменение концентрации любого из участников реакции, деленное на его стехиометрический коэффициент. Для данной реакции:

$v = - \frac{\Delta[H_2S]}{\Delta t} = - \frac{\Delta[Cl_2]}{\Delta t} = + \frac{\Delta[S]}{\Delta t} = + \frac{1}{2}\frac{\Delta[HCl]}{\Delta t}$

Так как стехиометрический коэффициент перед хлором ($Cl_2$) в уравнении реакции равен 1, то скорость реакции равна скорости изменения концентрации хлора.

Подставим данные из условия задачи. Время переведем в секунды для получения стандартной единицы измерения скорости (моль/(л·с)).

$\Delta t = 3 \text{ мин} = 180 \text{ с}$

Рассчитаем скорость реакции:

$v = \frac{C_1(Cl_2) - C_2(Cl_2)}{\Delta t} = \frac{0,063 \text{ моль/л} - 0,027 \text{ моль/л}}{180 \text{ с}}$

$v = \frac{0,036 \text{ моль/л}}{180 \text{ с}} = 0,0002$ моль/(л·с)

Ответ: скорость химической реакции равна $0,0002$ моль/(л·с).