Question

Пожалуйста, помогите решить! (если можно, то с объяснениями)В закрытом сосуде протекает химическая реакция А + 2В = 2С + D. До начала реакции молярная концентрация вещества А равнялась 3 моль/дм3, а вещества С - 0 моль/дм3. Через сколько секунд концентрация веществ А и С сравняются, если скорость образования вещества С составляет 0,04 моль/дм3*c (все вещества - газы, объём сосуда постоянный)?​

Answer 1

Ответ:50

Объяснение:

Скорость образования вещества C: vC = 0,04 (моль/дм3 · с) и в два раза больше скорости убыли вещества А, соответственно скорость убыли вещества А равно: vA = 0,02 (моль/дм3 · с). Концентрация вещества А через время t определяется формулой: C(A) = C0(А) − vA · t, где C0(А) — начальная концентрация вещества А. Концентрация вещества C через время t определяется формулой: C(C) = vC · t, где vC — скорость образования вещества C. Приравниваем оба уравнения: C0(А) − vA · t = vC · t. Подставляем числа: 3 − 0,02t = 0,04t. Решаем для t, t = 50 секунд.

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать закон действующих масс, который гласит, что скорость химической реакции пропорциональна продуктам концентраций реагентов, взятых в определенных степенях. В данном случае уравнение реакции:

A + 2B → 2C + D

Зная, что скорость образования вещества C равна 0,04 моль/дм³∙c, мы можем записать следующее выражение для скорости реакции:

v = k[A][B]²

где v - скорость реакции, k - постоянная скорости реакции, [A] - концентрация вещества A, [B] - концентрация вещества B.

Первоначальные концентрации [A]₀ = 3 моль/дм³ и [C]₀ = 0 моль/дм³. Так как в начальный момент времени [C] = 0, концентрация [B] равна 0 моль/дм³ (так как 2 моль B не реагировали и не образовалось вещества С).

Таким образом, в начальный момент времени:

v₀ = k[A]₀[B]₀² = k * 3 * 0 = 0

Так как на начальном этапе образование вещества C не идет, скорость реакции равна нулю.

Мы хотим найти момент времени, когда концентрации [A] и [C] сравняются. Обозначим этот момент времени как t.

На момент времени t, концентрации [A] и [C] будут равным, обозначим их как [A]t и [C]t.

Так как одна моль вещества A превращается в две моли вещества C, то [A]t = 2[C]t.

Скорость реакции в момент времени t:

vₜ = k[A]ₜ[B]ₜ²

Так как [A]ₜ = 2[C]ₜ, то:

vₜ = k * 2[C]ₜ[B]ₜ² = 2 * (k[C]ₜ[B]ₜ²)

Теперь мы можем приравнять скорость образования вещества C к vₜ:

0,04 = 2 * (k[C]ₜ[B]ₜ²)

Так как [B]ₜ² = 0 (так как B полностью реагировал), уравнение упрощается:

0,04 = 0

Полученное уравнение невозможно. Это означает, что концентрации [A] и [C] никогда не сравняются в данной реакции.

Из этого следует, что концентрация вещества A всегда будет выше концентрации вещества C, и они не сравняются в течение реакции.