Примеры решения задач. Пример 3.1 Реакция между веществами А и В протекает по уравнению
Пример 3.1 Реакция между веществами А и В протекает по уравнению 2А + В ® С, концентрации веществ А и В равны 6 моль/л. Константа скорости реакции равна 5,95 × 10-4 л2/моль2 × с. Вычислите скорость химической реакции в начальный момент, когда в реакционной смеси останется 25 % вещества В. Решение. По закону действующих масс скорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам, стоящих в уравнении реакции, поэтому v = k ×[A]2 ×[B]. Найдем скорость реакции в начальный момент времени: v0 = k ×[A]02 ×[B]0 = 5,95 × 10 -4 × 62 × 6 = 0,13 моль/л ×c. Для того, чтобы найти скорость реакции в момент времени t, сначала необходимо найти концентрацию реагирующих веществ в этот момент: [B]t = [B]0 × 0,25 = 6 × 0,25 = 1,5 моль/л. Из уравнения видно, что Итак, найдем скорость реакции в момент времени t: vt = k ×[A]t2 ×[B]t = 5,95 × 10 -4 × 32 × 1,5 = 8 × 10 -3моль/л ×c. Ответ: v0 = 0,13 моль/л ×c, vt = 8 × 10 -3моль/л ×c. Пример 3.2 Константа скорости реакции первого порядка А ® 2В равна 10-4 с-1. Определите время, за которое прореагирует 90 % вещества А, концентрацию вещества через 30 минут после начала реакции, если начальная концентрация вещества А составляет 5 моль/л. Рассчитайте период полупревращения. Решение. После превращения 90 % вещества А концентрация его составит 10 % от начальной концентрации, т.е. ct = 0,1c0. Используя интегральное уравнение для реакции первого порядка (таблица 3.1)
Концентрация вещества в данный момент времени определяется по формуле причем время выражается в секундах, так как размерность константы скорости – с-1. Из таблицы 3.1 видно, что для реакции первого порядка период полупревращения равен
поэтому Ответ: Литература:
|
, значит nA = 2 nB, тогда [A]t = 2 × [B]t = 2 × 1,5 = 3 моль/л.
, получим
, 
.
[1], с. 284 – 316, 447 – 454; [2], с. 169-173, 177-181, 185-186, 192-197, 222-232.
