Question

В сосуд объёмом 5 литров запустили газы А и Б в количестве 4 моль и 5 моль, соответственно. Они вступают в реакцию, согласно уравнению: 2А + 3Б = 2В. Через 2 секунды газа А осталось 2 моль. Вычислите среднюю скорость химической реакции за этот период. Также посчитайте сколько моль газов А, Б и В находится в сосуде к этому моменту

Answer 1

Согласно уравнению, вещества А и В реагируют между собой в равных количествах, и образуется такое же количество вещества С. Т. е. через 20 секунд после начала реакции количества веществ равны: n(A) = n(B) = n(C) = 2 моль  

Тогда осталось непрореагировавших 4,5 - 2 = 2,5 моль газа А и 3 - 2 = 1 моль газа В.  

Средняя скорость реакции, рассчитанная по продукту реакции, равна  

Δс (С)  

υ = --------

Δτ  

Δс (С) = Δn(С) /V = 2 моль : 2 л = 1 моль/л  

υ = 1 моль/л : 20 с = 0,05 моль/л*с

Answer 2

Для вычисления средней скорости химической реакции используем данные о количестве реагирующих веществ до и после реакции за указанный период времени.

Из уравнения реакции видим, что на каждые 2 моли газа А и 3 моля газа Б, образуется 2 моля газа В.

Перед реакцией: Газ А: 4 моль Газ Б: 5 моль Газ В: 0 моль

После реакции (по прошествии 2 секунд): Газ А: 2 моль Газ Б: осталось некоторое количество моль (пусть х моль) Газ В: образовалось некоторое количество моль (пусть у моль)

Теперь вычислим количество газа Б и В после реакции. Мы знаем, что на каждые 2 моли газа А, реагирует 3 моля газа Б и образуется 2 моля газа В.

С учетом этой информации, можем написать уравнения на изменение количества газов:

Изм. Газ А = 4 моль - 2 моль = 2 моль Изм. Газ Б = 5 моль - х моль Изм. Газ В = 2 моль - у моль

Также по уравнению реакции знаем, что:

2 моль газа А реагируют с 3 молями газа Б и образуют 2 моля газа В.

Следовательно, изменение газа В равно количеству образовавшихся молей:

Изм. Газ В = у моль

Из уравнения реакции:

2А + 3Б = 2В

Мы видим, что 2 моля газа В образуются при реакции 2 моль газа А и 3 молей газа Б.

Из этого следует, что:

у моль = 2 моль (так как стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции соответствуют коэффициентам изменения газов)

Теперь мы знаем, что после 2 секунд газ В составляет 2 моля, а количество газа Б не изменилось:

Газ А: 2 моль Газ Б: 5 моль - х моль (осталось) Газ В: 2 моль

Теперь можем найти х (количество молей газа Б):

Изм. Газ Б = 5 моль - х моль = у моль = 2 моль

Отсюда:

х моль = 5 моль - 2 моль = 3 моль

Таким образом, после 2 секунд реакции:

Газ А: 2 моль Газ Б: 3 моль Газ В: 2 моль

Теперь рассчитаем среднюю скорость реакции за этот период.

Средняя скорость химической реакции рассчитывается как изменение концентрации реагентов или продуктов реакции, деленное на время:

Средняя скорость = (Изм. концентрация) / Время

Для газа А:

Средняя скорость реакции газа А = (Изм. Газ А) / Время = 2 моль / 2 сек = 1 моль/сек

Таким образом, средняя скорость реакции газа А за этот период составляет 1 моль/сек.