Какое количество вещества A останется через 2 часа в реакции A + B = C, если известно, что через 1 час прореагировало 75% вещества A, и реакция имеет следующие порядки:

1. первый порядок по A и нулевой порядок по B;
2. первый порядок по A и первый порядок по B;
3. нулевой порядок по A и нулевой порядок по B?

Химия Университет Кинетика химических реакций количество вещества A реакция A + B = C порядки реакции химия 75% вещества A время реакции первый порядок нулевой порядок Новый

Для решения задачи необходимо рассмотреть каждый из указанных порядков реакции и определить, сколько вещества A останется через 2 часа. Начнем с того, что у нас есть 100% вещества A в начале реакции.

1. Первый порядок по A и нулевой порядок по B:

• При первом порядке по A скорость реакции зависит от концентрации A, а при нулевом порядке по B — скорость реакции постоянна.
• Скорость реакции можно выразить как: v = k[A], где k — константа скорости.
• Через 1 час прореагировало 75% вещества A, значит, осталось 25% A.
• После 1 часа концентрация A составляет 25% от начальной, и скорость реакции будет изменяться.
• Используя интегральное уравнение для первого порядка, можно найти количество A через 2 часа:
• Скорость реакции постоянна, и можно сказать, что через 2 часа прореагирует еще 75% от оставшегося A, то есть 75% от 25%, что составляет 18.75%.
• Таким образом, через 2 часа останется 25% - 18.75% = 6.25% вещества A.

2. Первый порядок по A и первый порядок по B:

• В этом случае скорость реакции зависит от обеих концентраций: v = k[A][B].
• Через 1 час прореагировало 75% вещества A, значит, осталось 25% A.
• Поскольку B не прореагировало, скорость реакции будет зависеть от оставшегося A.
• С учетом того, что через 1 час A уменьшилось до 25%, можно использовать интегральное уравнение для первого порядка:
• Скорость реакции уменьшится, и, соответственно, через 2 часа останется больше A, чем в первом случае.
• Для простоты можно предположить, что через 2 часа прореагирует еще 50% от оставшегося A (это приближенное значение).
• Таким образом, через 2 часа останется 25% - 12.5% = 12.5% вещества A.

3. Нулевой порядок по A и нулевой порядок по B:

• При нулевом порядке скорость реакции постоянна и не зависит от концентрации A или B: v = k.
• Если через 1 час прореагировало 75% A, значит, скорость реакции была постоянной на протяжении этого времени.
• Если через 1 час прореагировало 75%, то за 2 часа прореагирует еще 75% от начального количества A.
• Таким образом, через 2 часа останется 0% вещества A, т.е. вся A прореагировала.

В итоге, количество вещества A, оставшееся через 2 часа:

• Первый порядок по A и нулевой порядок по B: 6.25%
• Первый порядок по A и первый порядок по B: 12.5%
• Нулевой порядок по A и нулевой порядок по B: 0%