Некоторая реакция, отображаемая уравнением А + 2X = AX2, протекает в растворе. Исходная концентрация...

Для решения задачи необходимо использовать понятие средней скорости химической реакции. Средняя скорость реакции определяется изменением концентрации реагента или продукта за единицу времени. В данном случае, уравнение реакции выглядит следующим образом:

[ A + 2X \rightarrow AX_2 ]

Вычисление средней скорости реакции:

1. Исходные данные:

   • Исходная концентрация вещества A: ([A]_0 = 4 \, \text{моль/л})
   • Концентрация вещества A через 2 минуты: ([A]_t = 0.5 \, \text{моль/л})
   • Время реакции: (t = 2 \, \text{мин})

2. Изменение концентрации вещества A: [ \Delta [A] = [A]_t - [A]_0 = 0.5 \, \text{моль/л} - 4 \, \text{моль/л} = -3.5 \, \text{моль/л} ]

   Отрицательное значение указывает на то, что концентрация вещества A уменьшается, так как оно расходуется в ходе реакции.

3. Средняя скорость реакции по веществу A: [ v = -\frac{\Delta [A]}{\Delta t} = -\frac{-3.5 \, \text{моль/л}}{2 \, \text{мин}} = 1.75 \, \text{моль/(л·мин)} ]

Изменение концентрации вещества X:

Согласно стехиометрии реакции, на 1 моль вещества A расходуется 2 моль вещества X. Следовательно, изменение концентрации вещества X ((\Delta [X])) можно рассчитать, учитывая коэффициенты уравнения реакции.

1. Изменение концентрации вещества X: [ \Delta [X] = 2 \times \Delta [A] = 2 \times (-3.5 \, \text{моль/л}) = -7 \, \text{моль/л} ]

   Это означает, что концентрация вещества X уменьшилась на 7 моль/л за 2 минуты.

Вывод:

• Средняя скорость реакции составляет (1.75 \, \text{моль/(л·мин)}).
• Концентрация вещества X уменьшилась на 7 моль/л за указанный промежуток времени.

Для вычисления средней скорости реакции за указанный промежуток времени необходимо использовать формулу:

Средняя скорость = Δ[A] / Δt

где Δ[A] - изменение концентрации вещества A за указанный промежуток времени, а Δt - промежуток времени.

Из условия задачи мы знаем, что концентрация вещества А уменьшилась с 4 моль/л до 0,5 моль/л за 2 минуты. Тогда Δ[A] = 4 моль/л - 0,5 моль/л = 3,5 моль/л. Δt = 2 минуты.

Средняя скорость = 3,5 моль/л / 2 мин = 1,75 моль/(л*мин)

Теперь рассмотрим изменение концентрации вещества X за то же время. Из уравнения реакции видно, что каждая моль вещества A реагирует с 2 молями вещества X, образуя 1 моль соединения AX2. Таким образом, за каждые 2 моля вещества A уходит 4 моля вещества X.

Исходно было 4 моль/л вещества А, что равно 2 моля/л вещества X. Поскольку за 2 минуты было потрачено 3,5 моль вещества А, то соответственно было потрачено 7 моль вещества X. Таким образом, изменение концентрации вещества X за это время будет равно 7 моль - 2 моль = 5 моль.

Итак, средняя скорость реакции составляет 1,75 моль/(л*мин), а концентрация вещества X уменьшилась на 5 моль за указанный промежуток времени.

Средняя скорость реакции = (изменение концентрации А) / (время) = (4 моль/л - 0,5 моль/л) / 2 мин = 1,75 моль/(л*мин).

Из уравнения реакции видно, что 1 моль А реагирует с 2 молями X. Таким образом, изменение концентрации X = (изменение концентрации А) / 2 = 1,75 моль/(лмин) / 2 = 0,875 моль/(лмин).

Значит, концентрация вещества X за 2 мин уменьшилась на 0,875 моль/л.