2. Когда пероксид водорода нагревается, он разлагается и выделяется кислород. У исходной концентрации С(Н.О.) = 0,156 моль/л половина вещества разлагается за 2,5 часа. Рассчитайте скорость реакции разложения. Какой объем кислорода (переведенный в стандартные условия) будет выделяться из 1 литра раствора Н.О. за это время? Ответ: 5,2 - 10 *моль/л мин; 0,87.
Zvezdopad_Shaman
Для решения этой задачи нам необходимо использовать закон действующих масс. Закон действующих масс утверждает, что скорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагентов, возведенных в степени их стехиометрических коэффициентов.
Первым шагом найдем стехиометрический коэффициент для разложения пероксида водорода на кислород и воду. Уравнение реакции выглядит следующим образом:
\[2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2\]
Таким образом, стехиометрический коэффициент для разложения пероксида водорода на кислород равен 1.
Теперь мы можем использовать известные данные для расчета скорости реакции разложения. Мы знаем, что половина вещества разлагается за 2,5 часа. Полное разложение займет вдвое больше времени, то есть 5 часов.
Скорость реакции разложения можно рассчитать, используя следующую формулу:
\[v = \frac{{\Delta C}}{{\Delta t}}\]
где \(v\) - скорость реакции, \(\Delta C\) - изменение концентрации, \(\Delta t\) - изменение времени.
Мы знаем, что начальная концентрация перекиси водорода (Н.О.) составляет 0,156 моль/л. Половина вещества разлагается за 5 часов, что означает, что изменение концентрации равно 0,156 моль/л.
Расчитаем скорость реакции разложения:
\[v = \frac{{\Delta C}}{{\Delta t}} = \frac{{0,156 \, моль/л}}{{5 \, часов}} = 0,0312 \, моль/(л \cdot час)\]
Таким образом, скорость реакции разложения составляет 0,0312 моль/(л·ч).
Продолжим и рассчитаем объем кислорода, выделяющегося из 1 литра раствора за 5 часов. Учитывая, что стехиометрический коэффициент для образования кислорода равен 1, мы можем сказать, что каждая моль разложившейся перекиси водорода дает одну моль кислорода.
Мы знаем, что начальная концентрация перекиси водорода (Н.О.) равна 0,156 моль/л. Поэтому количество молей перекиси водорода в 1 литре раствора составляет 0,156 моль.
Рассчитаем количество молей кислорода, выделяющегося из 1 литра раствора:
\[\text{Количество молей кислорода} = \text{Количество молей перекиси водорода} = 0,156 \, \text{моль/л}\]
Теперь мы можем перевести количество молей кислорода в его объем при стандартных условиях. Объем одной моли газа при стандартных условиях (0°С и 1 атм) равен 22,4 л.
\[V = \text{Количество молей кислорода} \times \text{Объем одной моли газа} = 0,156 \, \text{моль/л} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 3,4944 \, \text{л}\]
Однако этот объем кислорода будет выделяться из 1 литра раствора.
\[V_{\text{Стандартный}} = 3,4944 \, \text{л} - 1 \, \text{л} = 2,4944 \, \text{л}\]
Таким образом, объем кислорода при стандартных условиях, который будет выделяться из 1 литра раствора перекиси водорода за 5 часов, составляет 2,4944 л.
В итоге, ответ на задачу: скорость реакции разложения составляет 0,0312 моль/(л·ч), а объем кислорода (переведенный в стандартные условия) будет выделяться из 1 литра раствора Н.О. за это время равен 2,4944 л.
Первым шагом найдем стехиометрический коэффициент для разложения пероксида водорода на кислород и воду. Уравнение реакции выглядит следующим образом:
\[2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2\]
Таким образом, стехиометрический коэффициент для разложения пероксида водорода на кислород равен 1.
Теперь мы можем использовать известные данные для расчета скорости реакции разложения. Мы знаем, что половина вещества разлагается за 2,5 часа. Полное разложение займет вдвое больше времени, то есть 5 часов.
Скорость реакции разложения можно рассчитать, используя следующую формулу:
\[v = \frac{{\Delta C}}{{\Delta t}}\]
где \(v\) - скорость реакции, \(\Delta C\) - изменение концентрации, \(\Delta t\) - изменение времени.
Мы знаем, что начальная концентрация перекиси водорода (Н.О.) составляет 0,156 моль/л. Половина вещества разлагается за 5 часов, что означает, что изменение концентрации равно 0,156 моль/л.
Расчитаем скорость реакции разложения:
\[v = \frac{{\Delta C}}{{\Delta t}} = \frac{{0,156 \, моль/л}}{{5 \, часов}} = 0,0312 \, моль/(л \cdot час)\]
Таким образом, скорость реакции разложения составляет 0,0312 моль/(л·ч).
Продолжим и рассчитаем объем кислорода, выделяющегося из 1 литра раствора за 5 часов. Учитывая, что стехиометрический коэффициент для образования кислорода равен 1, мы можем сказать, что каждая моль разложившейся перекиси водорода дает одну моль кислорода.
Мы знаем, что начальная концентрация перекиси водорода (Н.О.) равна 0,156 моль/л. Поэтому количество молей перекиси водорода в 1 литре раствора составляет 0,156 моль.
Рассчитаем количество молей кислорода, выделяющегося из 1 литра раствора:
\[\text{Количество молей кислорода} = \text{Количество молей перекиси водорода} = 0,156 \, \text{моль/л}\]
Теперь мы можем перевести количество молей кислорода в его объем при стандартных условиях. Объем одной моли газа при стандартных условиях (0°С и 1 атм) равен 22,4 л.
\[V = \text{Количество молей кислорода} \times \text{Объем одной моли газа} = 0,156 \, \text{моль/л} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 3,4944 \, \text{л}\]
Однако этот объем кислорода будет выделяться из 1 литра раствора.
\[V_{\text{Стандартный}} = 3,4944 \, \text{л} - 1 \, \text{л} = 2,4944 \, \text{л}\]
Таким образом, объем кислорода при стандартных условиях, который будет выделяться из 1 литра раствора перекиси водорода за 5 часов, составляет 2,4944 л.
В итоге, ответ на задачу: скорость реакции разложения составляет 0,0312 моль/(л·ч), а объем кислорода (переведенный в стандартные условия) будет выделяться из 1 литра раствора Н.О. за это время равен 2,4944 л.
Знаешь ответ?