91 Константа скорости реакции разложения N2О, протекающей по
уравнению 2N2O = 2N2 + О2, равна 5•10-4. Начальная концентрация N2O =
6,0 моль/л. Вычислите начальную скорость реакции и ее скорость, к
моменту разложения 50% N2O. Ответ: 1,8•10-2; 4,5•10-3.
Чтобы решить задачу, нужно понять, как ведет себя скорость реакции в зависимости от концентрации реагентов.
1. **Понимание уравнения реакции:**
Реакция разложения N2O представлена уравнением:
\[
2N2O → 2N2 + O2.
\]
Это значит, что 2 молекулы N2O разлагаются на 2 молекулы N2 и 1 молекулу O2.
2. **Концентрация реагента:**
Начальная концентрация N2O равна \(6,0\) моль/л.
3. **Константа скорости реакции:**
Дана константа скорости реакции \(k = 5 \times 10^{-4}\) моль/(л·с).
4. **Использование уравнения скорости:**
Для реакции второго порядка (так как в уравнении два реагента N2O), скорость реакции можно записать как:
\[
v = k \cdot [N2O]^2,
\]
где \([N2O]\) — концентрация N2O в моль/л.
5. **Вычисление начальной скорости:**
Подставим начальную концентрацию в уравнение скорости:
\[
v_0 = 5 \times 10^{-4} \cdot (6,0)^2.
\]
Вычислим:
\[
(6,0)^2 = 36.
\]
\[
v_0 = 5 \times 10^{-4} \cdot 36 = 1,8 \times 10^{-2} \, \text{моль/(л·с)}.
\]
6. **Рассмотрение разложения 50% N2O:**
Когда разлагается 50% N2O, концентрация N2O уменьшается вдвое:
\[
[N2O] = 6,0 \, \text{моль/л} \div 2 = 3,0 \, \text{моль/л}.
\]
7. **Вычисление скорости реакции при 50% разложившегося N2O:**
Подставим новую концентрацию в уравнение скорости:
\[
v = 5 \times 10^{-4} \cdot (3,0)^2.
\]
Вычислим:
\[
(3,0)^2 = 9.
\]
\[
v = 5 \times 10^{-4} \cdot 9 = 4,5 \times 10^{-3} \, \text{моль/(л·с)}.
\]
8. **Ответ:**
Начальная скорость реакции \(1,8 \times 10^{-2}\) моль/(л·с), скорость к моменту разложения 50% N2O \(4,5 \times 10^{-3}\) моль/(л·с).