Вычислите среднюю скорость реакции СО(г) + 2Н2(г)= СН3ОН(г) при температуре 550 градусов Цельсия, если за 20 минут концентрация оксида углерода 2 в газовой смеси уменьшилась с 2,4 моль/л до 1,6 моль/л.
Чтобы вычислить среднюю скорость реакции, необходимо определить изменения концентрации реагента по времени.
Записать уравнение реакции:
\[ \text{СО(g)} + 2\text{Н}_2(g) \rightarrow \text{СН}_3\text{ОН(g)} \]Установить начальную и конечную концентрации:
Начальная концентрация CO: \( C_{\text{нач}} = 2.4 \, \text{моль/л} \)
Конечная концентрация CO: \( C_{\text{кон}} = 1.6 \, \text{моль/л} \)Выяснить изменение концентрации:
\[ \Delta C_{\text{CO}} = C_{\text{нач}} - C_{\text{кон}} = 2.4 \, \text{моль/л} - 1.6 \, \text{моль/л} = 0.8 \, \text{моль/л} \]Определить время, за которое произошло изменение:
Время: \( t = 20 \, \text{минут} = 20 \times 60 = 1200 \, \text{секунд} \)Вычислить среднюю скорость реакции:
Средняя скорость реакции определяется как изменение концентрации деленное на время. Так как в уравнении реакции на 1 моль CO реагирует 2 моля H2, мы можем использовать коэффициенты стехиометрии для расчета:Средняя скорость реакции по CO:
\[ v_{\text{CO}} = -\frac{\Delta C_{\text{CO}}}{\Delta t} = -\frac{0.8 \, \text{моль/л}}{1200 \, \text{с}} \approx -0.000667 \, \text{моль/(л·с)} \]Средняя скорость по H2:
Так как идет 2 моль H2 на 1 моль CO, то скорость по H2 будет:
\[ v_{\text{H2}} = -\frac{\Delta C_{\text{H2}}}{\Delta t} = -2 \times v_{\text{CO}} \approx 2 \times 0.000667 = 0.001333 \, \text{моль/(л·с)} \]
Таким образом, средняя скорость реакции для CO составляет примерно \( 0.000667 \, \text{моль/(л·с)} \), а для H2 – \( 0.001333 \, \text{моль/(л·с)} \).
