Реакция разложения бромоводорода на простые вещества протекает в сосуде вместимостью 2л. Первоначально в сосуде содержалось 0,5 моль HBr. Через 20 с количество вещества HBr стало равно 0,3 моль, ещё через 40 с - 0,1 моль, а ещё через 1 мин - 0,05 моль. Рассчитайте среднюю скорость реакции на трех временных этапах и постройте график, показывающий зависимость скорости реакции от времени.
Для расчета средней скорости реакции на трех временных этапах необходимо использовать формулу:
Средняя скорость реакции = (изменение количества вещества) / (изменение времени)
На первом временном этапе (0-20 с): Средняя скорость = (0,5 - 0,3) моль / 20 с = 0,01 моль/с
На втором временном этапе (20-40 с): Средняя скорость = (0,3 - 0,1) моль / 20 с = 0,01 моль/с
На третьем временном этапе (40 с - 1 мин): Средняя скорость = (0,1 - 0,05) моль / 20 с = 0,0025 моль/с
Теперь построим график зависимости скорости реакции от времени. На графике можно отметить три точки: (20 с, 0,01 моль/с), (40 с, 0,01 моль/с) и (1 мин, 0,0025 моль/с). Проведем прямую линию между этими точками, чтобы показать изменение скорости реакции во времени.
Таким образом, средняя скорость реакции на трех временных этапах составляет 0,01 моль/с, 0,01 моль/с и 0,0025 моль/с соответственно.
Для решения задачи по расчету средней скорости реакции разложения бромоводорода (HBr) на простые вещества (водород H₂ и бром Br₂) используем данные о количестве вещества HBr в разные моменты времени.
Средняя скорость реакции может быть определена по изменению концентрации реагента (в нашем случае HBr) за промежуток времени. Формула средней скорости реакции имеет вид:
[ v = -\frac{\Delta [HBr]}{\Delta t} ]
где ( \Delta [HBr] ) — изменение концентрации HBr, а ( \Delta t ) — промежуток времени.
Так как объем сосуда постоянный (2 л), концентрация вещества ( [HBr] ) пропорциональна количеству вещества ( n ), следовательно:
[ v = -\frac{\Delta n}{V \cdot \Delta t} ]
где ( V ) — объем сосуда (2 л).
[ v_1 = -\frac{-0,2}{2 \times 20} = \frac{0,2}{40} = 0,005 \, \text{моль/л·с} ]
[ v_2 = -\frac{-0,2}{2 \times 40} = \frac{0,2}{80} = 0,0025 \, \text{моль/л·с} ]
[ v_3 = -\frac{-0,05}{2 \times 60} = \frac{0,05}{120} \approx 0,00042 \, \text{моль/л·с} ]
На графике по оси X отложим время, а по оси Y — скорость реакции. Временные интервалы будут следующими: 0-20 с, 20-60 с, 60-120 с. Скорости на этих интервалах составляют 0,005 моль/л·с, 0,0025 моль/л·с и 0,00042 моль/л·с соответственно.
График будет представлять собой ломаную линию, показывающую уменьшение скорости реакции со временем. В каждой точке временного интервала скорость будет постоянной, а между интервалами скорость изменяется скачком, что отражает изменение средней скорости на каждом этапе.
