изучение реакции описываемой уравнением: а+2в->ав2 показало, что при увеличении концентрации реагента а в два раза скорость ее увеличивается в два раза, а при увеличении в два…

Задача по кинетике. Дан реакционный одной формулы A + 2B → AB2. По данным о влиянии концентраций на скорость определим порядки по A и B и запишем кинетическое уравнение.

1. Определение степени реактивности

• Удвоение [A] вызывает удвоение скорости: порядок по A равен 1.
• Удвоение [B] вызывает увеличение скорости в 4 раза: 2^n = 4, значит n = 2 — порядок по B равен 2.

Следовательно, кинетическое уравнение скорости: v = k [A] [B]^2

Дано k = 0,8 (единицы зависят от объёма и времени, обычно k имеет единицы L^2/(mol^2·s)).

2. Уравнение для скорости v = d[AB2]/dt = 0,8 [A] [B]^2 Дополнительно можно записать связи между концентрациями черезStoichiometry:

• при образовании AB2 на единицу моль продукта расходуется 1 моль A и 2 моль B: [A] = [A]0 − x, [B] = [B]0 − 2x, [AB2] = x, где x — концентрация образовавшегося продукта.

3. Задача a) начальные концентрации [A]0 = [B]0 = 0,5 моль/дм^3 v0 = 0,8 · [A] · [B]^2 = 0,8 · 0,5 · (0,5)^2 = 0,8 · 0,5 · 0,25 = 0,8 · 0,125 = 0,10 моль/(дм^3·с)

Ответ: скорость в начале реакции 0,10 M/s.

4. Задача б) момент, когда [AB2] = 0,2 моль/дм^3 Пусть x = [AB2] образованного продукта. Данно [AB2] = 0,2, значит x = 0,2. Тогда по стехиометрии:

• [A] = [A]0 − x = 0,5 − 0,2 = 0,3 моль/дм^3
• [B] = [B]0 − 2x = 0,5 − 0,4 = 0,1 моль/дм^3

instantaneous скорость при этом моменте: v = 0,8 · [A] · [B]^2 = 0,8 · 0,3 · (0,1)^2 = 0,8 · 0,3 · 0,01 = 0,0024 моль/(дм^3·с)

Ответ: скорость реакции на момент, когда [AB2] = 0,2 M, равна 0,0024 M/s.

Итого:

• Кинетическое уравнение: v = 0,8 [A] [B]^2.
• a) при [A] = [B] = 0,5 M скорость v = 0,10 M/s.
• b) при [AB2] = 0,2 M скорость v = 0,0024 M/s (с учетом текущих [A] = 0,3 M и [B] = 0,1 M).