Реакция между веществами A и B протекает по уравнению 2А + В = С; концентрация вещества А равна 6 моль/л, а вещества B – 5 моль/л. Константа скорости реакции равна 0,5 л2 ⋅ моль-2 ⋅ с-1. Вычислите скорость химической реакции в начальный момент и в тот момент, когда в реакционной смеси останется 45 % вещества В.
Решение задачи
Согласно закону действующих масс скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам.
Следовательно, для данного уравнения реакции:
Вычислим скорость химической реакции в начальный момент:
𝑣1 = 0,5 ⋅ 62 ⋅ 5 = 90 (моль/л ⋅ с).
По истечении некоторого времени в реакционной смеси останется 45 % вещества B, то есть концентрация вещества В станет равной:
С (В) = 5 ⋅ 0,45 = 2,25 (моль/л).
Значит, концентрация вещества В уменьшилась на :
5 – 2,25 = 2,75 (моль/л).
Так как вещества А и В взаимодействуют между собой в соотношении 2 : 1, то концентрация вещества А уменьшилась на 5,5 моль/л (2,75 ⋅ 2) и стала равной 0,5 моль/л (6 -5,5).
Следовательно, вычислим скорость химической реакции в тот момент, когда в реакционной смеси останется 45 % вещества В равна:
𝑣2 = 0,5 (0,5)2 ⋅ 2,25 = 0,28 (моль/л ⋅ с).
Ответ:
скорость химической реакции в начальный момент равна 90 моль/л ⋅ с;
скорость химической в тот момент, когда в реакционной смеси останется 45 % вещества В равна 0,28 моль/л ⋅ с.