В сосуде объемом 5л смешали кислород кол-вом вещества 2моль и оксид азота(два) количеством вещества...

Для решения задачи разберем реакцию образования диоксида азота ((NO_2)) из оксида азота ((NO)) и кислорода ((O_2)):

[ 2NO + O_2 \rightarrow 2NO_2 ]

1. Анализ начальных условий:

• Объем сосуда: (V = 5 \, \text{л}).
• Количество вещества (NO): (n_{NO} = 3 \, \text{моль}).
• Количество вещества (O2): (n{O_2} = 2 \, \text{моль}).
• Количество образовавшегося (NO2) через (t = 5 \, \text{с}): (n{NO_2} = 2.5 \, \text{моль}).

2. Подсчет средней скорости реакции по (NO):

Используем формулу для средней скорости реакции:

[ v = \frac{\Delta C}{\Delta t} ]

Где: [ \Delta C = C{\text{конечное}} - C{\text{начальное}} ]

Начальная концентрация (NO) в сосуде объемом (V):

[ C{\text{начальное}} = \frac{n{NO,\text{начальное}}}{V} = \frac{3}{5} = 0.6 \, \text{моль/л}. ]

Во время реакции из (NO) образовалось (2.5 \, \text{моль}) (NO_2). Согласно уравнению реакции, на образование (2.5 \, \text{моль}) (NO_2) требуется такое же количество (NO) (так как коэффициенты перед (NO) и (NO_2) равны). Следовательно, количество вещества (NO), прореагировавшего за 5 секунд:

[ \Delta n_{NO} = 2.5 \, \text{моль}. ]

Конечное количество вещества (NO):

[ n{NO,\text{конечное}} = n{NO,\text{начальное}} - \Delta n_{NO} = 3 - 2.5 = 0.5 \, \text{моль}. ]

Конечная концентрация (NO) в сосуде:

[ C{\text{конечное}} = \frac{n{NO,\text{конечное}}}{V} = \frac{0.5}{5} = 0.1 \, \text{моль/л}. ]

Средняя скорость реакции по (NO):

[ v{NO} = \frac{\Delta C}{\Delta t} = \frac{C{\text{конечное}} - C_{\text{начальное}}}{\Delta t} = \frac{0.1 - 0.6}{5} = \frac{-0.5}{5} = -0.1 \, \text{моль/(л·с)}. ]

Знак минус указывает на уменьшение концентрации (NO). Средняя скорость реакции по модулю:

[ v_{NO} = 0.1 \, \text{моль/(л·с)}. ]

3. Определение количества вещества каждого газа после реакции:

(a) Остаток кислорода ((O_2)):

На образование (2.5 \, \text{моль}) (NO_2) требуется половина моль (O_2) (по уравнению реакции: (2NO + O_2 \rightarrow 2NO_2)). Это значит, что расход кислорода составил:

[ \Delta n_{O2} = \frac{\Delta n{NO_2}}{2} = \frac{2.5}{2} = 1.25 \, \text{моль}. ]

Остаток (O_2) в сосуде:

[ n_{O2,\text{конечное}} = n{O2,\text{начальное}} - \Delta n{O_2} = 2 - 1.25 = 0.75 \, \text{моль}. ]

(b) Остаток оксида азота ((NO)):

Мы уже рассчитали, что конечное количество (NO) составляет:

[ n_{NO,\text{конечное}} = 0.5 \, \text{моль}. ]

(c) Количество диоксида азота ((NO_2)):

Количество образовавшегося (NO_2) равно (2.5 \, \text{моль}). Это и есть его конечное количество (так как оно не расходуется в данной реакции).

4. Итоговые количества веществ:

• Количество (NO): (0.5 \, \text{моль}),
• Количество (O_2): (0.75 \, \text{моль}),
• Количество (NO_2): (2.5 \, \text{моль}).

Ответ:

1. Средняя скорость реакции по оксиду азота ((NO)):

[ v_{NO} = 0.1 \, \text{моль/(л·с)}. ]

1. Количество веществ в сосуде после реакции:

• (n_{NO} = 0.5 \, \text{моль}),
• (n_{O_2} = 0.75 \, \text{моль}),
• (n_{NO_2} = 2.5 \, \text{моль}).

Для определения средней скорости реакции и количества вещества каждого из газов после реакции, начнем с анализа данных.

Дано:

• Объем сосуда ( V = 5 \, \text{л} )
• Количество вещества кислорода ( n(O_2) = 2 \, \text{моль} )
• Количество вещества оксида азота(II) ( n(NO) = 3 \, \text{моль} )
• Количество вещества оксида азота(IV) ( n(NO_2) = 2,5 \, \text{моль} ) через 5 секунд

Уравнение реакции:

Реакция между оксидом азота(II) и кислородом может быть записана как: [ 2 \, NO + O_2 \rightarrow 2 \, NO_2 ]

Определим изменения в количестве вещества:

1. Начальное количество вещества оксида азота(II) ( n(NO)_{1} = 3 \, \text{моль} )
2. Конечное количество вещества оксида азота(IV) ( n(NO2){2} = 2,5 \, \text{моль} )

В соответствии с уравнением реакции, на каждые 2 моль ( NO ) образуется 2 моль ( NO_2 ). Это означает, что количество вещества ( NO ), которое прореагировало, равно количеству ( NO_2 ), образовавшегося, поскольку коэффициенты в уравнении равны.

Вычисление количества вещества, которое прореагировало:

Пусть количество вещества оксида азота(II), которое прореагировало, равно ( x ): [ x = n(NO2){2} = 2,5 \, \text{моль} ] Тогда, согласно уравнению реакции: [ n(NO){2} = n(NO){1} - x = 3 \, \text{моль} - 2,5 \, \text{моль} = 0,5 \, \text{моль} ]

Определим количество кислорода:

Согласно уравнению реакции, 2 моль ( NO ) реагируют с 1 моль ( O_2 ). Таким образом, количество кислорода, которое прореагировало, равно: [ \frac{x}{2} = \frac{2,5 \, \text{моль}}{2} = 1,25 \, \text{моль} ] Следовательно, количество оставшегося кислорода: [ n(O2){2} = n(O2){1} - \frac{x}{2} = 2 \, \text{моль} - 1,25 \, \text{моль} = 0,75 \, \text{моль} ]

Подсчет окончательных количеств веществ:

Теперь мы можем подвести итоги:

• ( n(NO)_{2} = 0,5 \, \text{моль} ) (после реакции)
• ( n(O2){2} = 0,75 \, \text{моль} )
• ( n(NO2){2} = 2,5 \, \text{моль} )

Расчет средней скорости реакции:

Теперь рассчитаем среднюю скорость реакции по оксиду азота(II): [ \Delta c = c_2 - c_1 ] где ( c_1 ) — начальная концентрация ( NO ), а ( c_2 ) — конечная концентрация ( NO ).

Сначала найдем начальную концентрацию ( NO ): [ c1 = \frac{n(NO){1}}{V} = \frac{3 \, \text{моль}}{5 \, \text{л}} = 0,6 \, \text{моль/л} ] Конечная концентрация ( NO ): [ c2 = \frac{n(NO){2}}{V} = \frac{0,5 \, \text{моль}}{5 \, \text{л}} = 0,1 \, \text{моль/л} ]

Теперь можем подставить значения в формулу: [ \Delta c = 0,1 \, \text{моль/л} - 0,6 \, \text{моль/л} = -0,5 \, \text{моль/л} ]

Итак, средняя скорость реакции: [ \text{Скорость} = \frac{\Delta c}{\Delta t} = \frac{-0,5 \, \text{моль/л}}{5 \, \text{с}} = -0,1 \, \text{моль/(л·с)} ]

Ответ:

• Средняя скорость реакции по оксиду азота(II): ( -0,1 \, \text{моль/(л·с)} )
• Количество вещества после реакции:
  • ( n(NO) = 0,5 \, \text{моль} )
  • ( n(O_2) = 0,75 \, \text{моль} )
  • ( n(NO_2) = 2,5 \, \text{моль} )

Для определения средней скорости реакции по оксиду азота (II) и количества вещества каждого из газов после реакции, воспользуемся следующими данными:

1. Исходные количества:

   • O₂: 2 моль
   • NO₂: 3 моль

2. Образовавшийся NO₄:

   • Количество вещества NO₄ через 5 секунд = 2,5 моль

3. Реакция: Уравнение реакции можно записать как: [ 2 NO_2 + O_2 \rightarrow 2 NO_4 ]

   Из уравнения видно, что 2 моль NO₂ реагируют с 1 моль O₂ для образования 2 моль NO₄.

4. Определим, сколько NO₂ и O₂ прореагировало:

   • Образовано 2,5 моль NO₄, значит по уравнению реакции прореагировало: [ 2,5 \text{ моль NO}_4 \rightarrow 2,5 \text{ моль NO}_2 \text{ и } 1,25 \text{ моль O}_2 ]

5. Найдем остатки газов в сосуде:

   • Остаток NO₂: [ 3 \text{ моль (исходное)} - 2,5 \text{ моль (реагировало)} = 0,5 \text{ моль} ]
   • Остаток O₂: [ 2 \text{ моль (исходное)} - 1,25 \text{ моль (реагировало)} = 0,75 \text{ моль} ]

6. Средняя скорость реакции по NO₂: [ \Delta c(NO2) = c{NO2, конечное} - c{NO_2, начальное} = 0,5 - 3 = -2,5 \text{ моль} ] [ \text{Средняя скорость} = \frac{\Delta c}{\Delta t} = \frac{-2,5 \text{ моль}}{5 \text{ с}} = -0,5 \text{ моль/с} ]

Таким образом, количество вещества после реакции:

• O₂: 0,75 моль
• NO₂: 0,5 моль
• NO₄: 2,5 моль

Средняя скорость реакции по NO₂ составляет 0,5 моль/с.