Для решения этой задачи нам необходимо вычислить скорость реакции, используя начальную и конечную концентрации вещества (в данном случае угарного газа, ( \text{CO} )) и время.
Шаг 1: Понимание задачи
Реакция, заданная в уравнении, выглядит следующим образом:
[
2 \text{CO} + \text{O}_2 \rightarrow 2 \text{CO}_2
]
Это означает, что два моля угарного газа ( (\text{CO}) ) реагируют с одним молем кислорода ( (\text{O}_2) ) с образованием двух молей углекислого газа ( (\text{CO}_2) ).
Шаг 2: Найдем изменение концентрации ( \text{CO} )
- Начальная концентрация ( \text{CO} ): 0,5 моль/дм³.
- Конечная концентрация ( \text{CO} ) через 50 секунд: 1 моль/дм³.
Теперь найдем изменение концентрации угарного газа:
[
\Delta [\text{CO}] = [\text{CO}]{\text{конечн}} - [\text{CO}]{\text{нач}} = 1 , \text{моль/дм}^3 - 0,5 , \text{моль/дм}^3 = 0,5 , \text{моль/дм}^3
]
Шаг 3: Вычисление скорости реакции
Скорость реакции ( v ) можно рассчитать по формуле:
[
v = -\frac{\Delta [\text{CO}]}{\Delta t}
]
где:
- ( \Delta t ) — изменение времени (в нашем случае 50 секунд),
- ( \Delta [\text{CO}] ) — изменение концентрации угарного газа (по результатам предыдущего шага).
Подставим известные значения:
[
v = -\frac{0,5 , \text{моль/дм}^3}{50 , \text{с}} = -0,01 , \text{моль/дм}^3/\text{с}
]
Шаг 4: Объяснение знака и результата
Знак минус перед значением скорости указывает на то, что концентрация угарного газа уменьшается в процессе реакции. Скорость реакции положительна, если мы рассматриваем скорость образования продуктов, например, ( \text{CO}_2 ).
Если бы мы рассчитывали скорость продукции, мы могли бы сделать следующее:
Поскольку по уравнению реакции на 2 моль ( \text{CO} ) образуются 2 моль ( \text{CO}_2 ), скорость образования ( \text{CO}_2 ) будет равна:
[
v(\text{CO}_2) = \frac{1}{2} |v(\text{CO})| = 0,005 , \text{моль/дм}^3/\text{с}
]
Вывод
Скорость реакции, когда мы рассматриваем уменьшение концентрации ( \text{CO} ), составляет ( -0,01 , \text{моль/дм}^3/\text{с} ). Если мы говорим о скорости образования углекислого газа, то она составит ( 0,005 , \text{моль/дм}^3/\text{с} ).
