Какова средняя скорость реакции и концентрации веществ в конечной смеси в химическом реакторе объёмом 20 л, где происходит окисление монооксида углерода кислородом воздуха, если изначальная концентрация СО составляла 0.102 м, кислорода 0.204 М, и спустя полчаса образовался 1 моль диоксида углерода?

Химия 11 класс Скорость химических реакций средняя скорость реакции концентрация веществ химический реактор окисление монооксида углерода конечная смесь начальная концентрация диоксид углерода объем реактора химическая реакция кислород воздуха Новый

Для решения этой задачи, давайте сначала разберем, что происходит в реакции окисления монооксида углерода (СО) кислородом (О2). Реакция можно записать следующим образом:

2 СО + O2 → 2 CO2

Теперь мы можем определить, какова была средняя скорость реакции и концентрации веществ в конечной смеси.

1. Определим количество реагентов, которые были использованы в реакции.

   Из условия задачи мы знаем, что образовался 1 моль диоксида углерода (CO2). По уравнению реакции видно, что на 2 моля СО образуется 2 моля CO2 и 1 моль O2. Это значит, что:

   • Для образования 1 моля CO2 потребовалось 1 моль СО.
   • Потребление кислорода (O2) составит 0.5 моль (поскольку 2 моля СО реагируют с 1 моль O2).
2. Определим начальные количества реагентов.

   Объем реактора составляет 20 л, а начальные концентрации:

   • СО: 0.102 моль/л * 20 л = 2.04 моль
   • O2: 0.204 моль/л * 20 л = 4.08 моль
3. Определим конечные количества реагентов после реакции.

   После реакции у нас:

   • СО: 2.04 моль - 1 моль = 1.04 моль
   • O2: 4.08 моль - 0.5 моль = 3.58 моль
   • CO2: 1 моль (образовался в результате реакции).
4. Определим конечные концентрации веществ в реакторе.

   Концентрация определяется по формуле:

   Концентрация = Количество вещества / Объем

   • СО: 1.04 моль / 20 л = 0.052 м
   • O2: 3.58 моль / 20 л = 0.179 м
   • CO2: 1 моль / 20 л = 0.05 м
5. Определим среднюю скорость реакции.

   Средняя скорость реакции может быть определена по формуле:

   Скорость = Изменение количества вещества / Изменение времени

   Мы знаем, что за полчаса (0.5 часа) образовался 1 моль CO2, что соответствует 1/2 моль CO (поскольку 2 моль реагируют с 1 моль O2).

   Таким образом, скорость реакции:

   Скорость = 1 моль CO2 / 0.5 ч = 2 моль/ч.

В итоге, мы определили:

• Концентрация СО в конечной смеси: 0.052 м
• Концентрация O2 в конечной смеси: 0.179 м
• Концентрация CO2 в конечной смеси: 0.05 м
• Средняя скорость реакции: 2 моль/ч.