В реакции нейтрализации 2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O, если исходная концентрация гидроксида натрия составляла 0,5 моль/л, а концентрация серной кислоты – 0,4 моль/л, то через 5 секунд после начала реакции, при условии что концентрация одного из реагентов равна 0,1 моль/л, как рассчитать скорость реакции гидроксида натрия, серной кислоты и воды в единицах моль/л-мин и моль/л?

Химия 1 класс Скорость химических реакций реакция нейтрализации скорость реакции гидроксид натрия серная кислота концентрация реагентов моль/л-мин расчет скорости реакции Новый

Для определения скорости реакции нейтрализации, давайте сначала разберем саму реакцию и ее уравнение:

Уравнение реакции:

• 2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O

В этом уравнении видно, что 2 моля гидроксида натрия (NaOH) реагируют с 1 молью серной кислоты (H2SO4), образуя 1 моль сульфата натрия (Na2SO4) и 2 моля воды (H2O).

Шаги для расчета скорости реакции:

1. Определение начальных условий:
   • Концентрация NaOH = 0,5 моль/л
   • Концентрация H2SO4 = 0,4 моль/л
2. Определение, какой реагент является лимитирующим:
   • Из уравнения видно, что на 2 моль NaOH требуется 1 моль H2SO4.
   • Сначала определим, сколько моль NaOH нужно для полной реакции с H2SO4:
   • 0,4 моль H2SO4 * 2 = 0,8 моль NaOH.
   • Поскольку у нас только 0,5 моль NaOH, то NaOH является лимитирующим реагентом.
3. Определение изменения концентрации через 5 секунд:
   • Пусть x – количество моль NaOH, которое прореагировало за 5 секунд.
   • Так как NaOH является лимитирующим реагентом, его изменение концентрации будет определять скорость реакции.
   • Согласно стехиометрии реакции, на 2 моль NaOH образуется 2 моль H2O, и 1 моль H2SO4 расходуется.
4. Расчет скорости реакции:
   • Скорость реакции можно рассчитать по формуле: скорость = изменение концентрации / время.
   • Если за 5 секунд NaOH уменьшился на 0,1 моль/л, то:
   • Скорость NaOH = - (0,1 моль/л) / (5 секунд) = -0,02 моль/л/мин.
   • Скорость H2SO4 будет в два раза меньше, так как на 2 моль NaOH требуется 1 моль H2SO4:
   • Скорость H2SO4 = - (0,05 моль/л) / (5 секунд) = -0,01 моль/л/мин.
   • Скорость образования воды будет равна скорости расходования NaOH, так как на каждые 2 моль NaOH образуется 2 моль воды:
   • Скорость H2O = (0,1 моль/л) / (5 секунд) = 0,02 моль/л/мин.

Итак, итоговые скорости реакции:

• Скорость NaOH = -0,02 моль/л/мин
• Скорость H2SO4 = -0,01 моль/л/мин
• Скорость H2O = 0,02 моль/л/мин

Эти значения показывают, как изменяются концентрации реагентов и продуктов в течение времени реакции.