Номер 23, страница 32 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

4. Основы термохимии и химической кинетики. Упражнения и задачи для самостоятельного решения - номер 23, страница 32.

Условие.

23. Определите среднюю скорость химической реакции восстановления углекислого газа водородом до угарного газа и воды, если через 80 с после начала реакции молярная концентрация воды составляла 0,24 моль/л, а через 2 мин 7 с составила 0,28 моль/л.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$t_1 = 80$ с
$C_1(H_2O) = 0,24$ моль/л
$t_2 = 2$ мин $7$ с
$C_2(H_2O) = 0,28$ моль/л

Перевод данных в систему СИ:
Время $t_2$ необходимо перевести в секунды:
$t_2 = 2 \text{ мин } 7 \text{ с} = 2 \cdot 60 \text{ с} + 7 \text{ с} = 127 \text{ с}$

Найти:

$v$ - средняя скорость реакции

Решение:

Уравнение реакции восстановления углекислого газа водородом до угарного газа и воды имеет вид:

$CO_2 + H_2 \rightarrow CO + H_2O$

Средняя скорость гомогенной реакции определяется как отношение изменения концентрации одного из веществ к промежутку времени, за которое это изменение произошло. В данном случае мы можем рассчитать скорость по изменению концентрации продукта реакции — воды ($H_2O$). Так как стехиометрический коэффициент перед водой в уравнении равен 1, формула для расчета средней скорости ($v$) выглядит следующим образом:

$v = \frac{\Delta C(H_2O)}{\Delta t} = \frac{C_2(H_2O) - C_1(H_2O)}{t_2 - t_1}$

Рассчитаем изменение концентрации воды и промежуток времени:

$\Delta C(H_2O) = 0,28 \text{ моль/л} - 0,24 \text{ моль/л} = 0,04 \text{ моль/л}$

$\Delta t = 127 \text{ с} - 80 \text{ с} = 47 \text{ с}$

Теперь подставим полученные значения в формулу и вычислим среднюю скорость реакции:

$v = \frac{0,04 \text{ моль/л}}{47 \text{ с}} \approx 0,00085106 \text{ моль/(л·с)}$

Учитывая, что исходные данные о концентрации имеют две значащие цифры, округлим результат до соответствующей точности.

Ответ: $8,5 \cdot 10^{-4}$ моль/(л·с).