Номер 5, страница 23 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

5. В химической реакции, протекающей по уравнению
$2\text{H}_2\text{S} + \text{SO}_2 = 3\text{S}\downarrow + 2\text{H}_2\text{O}$,
концентрация газообразного сероводорода за 2 мин уменьшилась с $0,86 \text{ моль/л}$ до $0,26 \text{ моль/л}$. Рассчитайте скорость химической реакции за указанный промежуток времени.

Дано:

Уравнение реакции: $2H_2S + SO_2 = 3S \downarrow + 2H_2O$

Начальная концентрация сероводорода $C_1(H_2S) = 0,86$ моль/л

Конечная концентрация сероводорода $C_2(H_2S) = 0,26$ моль/л

Промежуток времени $\Delta t = 2$ мин

Перевод в систему СИ:
$\Delta t = 2 \text{ мин} = 2 \times 60 \text{ с} = 120 \text{ с}$

Найти:

Скорость химической реакции $v$

Решение:

Скорость химической реакции определяется как изменение концентрации одного из веществ (реагента или продукта) в единицу времени. Общая формула для средней скорости реакции по изменению концентрации реагента выглядит так:

$v = -\frac{\Delta C}{\Delta t \cdot \nu} = \frac{C_{начальная} - C_{конечная}}{\Delta t \cdot \nu}$

где:

• $\Delta C$ — изменение концентрации вещества, моль/л;
• $\Delta t$ — промежуток времени, с;
• $\nu$ (ню) — стехиометрический коэффициент для данного вещества в уравнении реакции.

В данном случае мы рассчитываем скорость реакции по изменению концентрации сероводорода ($H_2S$).

1. Найдем изменение концентрации сероводорода:

$\Delta C(H_2S) = C_2(H_2S) - C_1(H_2S) = 0,26 \text{ моль/л} - 0,86 \text{ моль/л} = -0,60 \text{ моль/л}$

2. Стехиометрический коэффициент для $H_2S$ в уравнении реакции равен 2.

3. Подставим все значения в формулу для расчета скорости реакции:

$v = \frac{C_1(H_2S) - C_2(H_2S)}{\Delta t \cdot \nu(H_2S)} = \frac{0,86 \text{ моль/л} - 0,26 \text{ моль/л}}{120 \text{ с} \cdot 2}$

$v = \frac{0,60 \text{ моль/л}}{240 \text{ с}} = 0,0025 \frac{\text{моль}}{\text{л} \cdot \text{с}}$

Скорость реакции можно также выразить в моль/(л·мин):

$v = \frac{0,60 \text{ моль/л}}{2 \text{ мин} \cdot 2} = \frac{0,60 \text{ моль/л}}{4 \text{ мин}} = 0,15 \frac{\text{моль}}{\text{л} \cdot \text{мин}}$

Обычно скорость реакции выражается в моль/(л·с), поэтому будем использовать это значение в ответе.

Ответ: $v = 0,0025 \frac{\text{моль}}{\text{л} \cdot \text{с}}$ (или $0,15 \frac{\text{моль}}{\text{л} \cdot \text{мин}}$).