Вычислите среднюю скорость реакции : CO2+Cl2=COCl(фосген ) если начальная концентрация хлора была равна...

Средняя скорость реакции определяется как изменение концентрации реагента (в данном случае хлора) делённое на время.

Начальная концентрация Cl₂ = 1 моль/л
Концентрация Cl₂ через 4 секунды = 0,6 моль/л

Изменение концентрации Cl₂ = 1 - 0,6 = 0,4 моль/л

Средняя скорость реакции (v) = Δ[Cl₂] / Δt = 0,4 моль/л / 4 с = 0,1 моль/(л·с).

Таким образом, средняя скорость реакции составляет 0,1 моль/(л·с).

Чтобы вычислить среднюю скорость реакции, можно использовать изменение концентрации реагентов за определенный промежуток времени. В данном случае у нас есть реакция:

[ \text{CO}_2 + \text{Cl}_2 \rightarrow \text{COCl} ]

Из условия задачи известно, что начальная концентрация хлора (([\text{Cl}_2]_{0})) равна 1 моль/л, а через 4 секунды она стала 0,6 моль/л.

1. Определим изменение концентрации хлора: [ \Delta[\text{Cl}_2] = [\text{Cl}_2]_{0} - [\text{Cl}_2]_{t} = 1 \, \text{моль/л} - 0,6 \, \text{моль/л} = 0,4 \, \text{моль/л} ]

2. Время, за которое произошло это изменение: [ \Delta t = 4 \, \text{с} ]

3. Теперь вычислим среднюю скорость реакции. Средняя скорость реакции по хлору может быть выражена как: [ v = -\frac{\Delta[\text{Cl}_2]}{\Delta t} ]

   Подставляем найденные значения: [ v = -\frac{0,4 \, \text{моль/л}}{4 \, \text{с}} = -0,1 \, \text{моль/(л·с)} ]

   Так как мы используем изменение концентрации реагента, знак минус указывает на то, что концентрация реагента уменьшается. Однако при вычислении скорости реакции мы обычно рассматриваем положительное значение: [ v = 0,1 \, \text{моль/(л·с)} ]

4. Теперь, чтобы выразить скорость реакции в общем виде, можем использовать стехиометрию. В данной реакции 1 моль (\text{Cl}_2) реагирует с 1 молем (\text{CO}_2) для образования 1 моля (\text{COCl}). Таким образом, изменение концентрации (\text{Cl}_2) связано с изменением концентрации других веществ в той же пропорции. Для других веществ скорость реакции будет равна: [ v = \frac{1}{1} \cdot 0,1 \, \text{моль/(л·с)} = 0,1 \, \text{моль/(л·с)} ]

Таким образом, средняя скорость реакции ( \text{CO}_2 + \text{Cl}_2 \rightarrow \text{COCl} ) на интервале времени 4 секунды составляет ( 0,1 \, \text{моль/(л·с)} ).

Для вычисления средней скорости химической реакции применим формулу:

[ v_{\text{ср}} = -\frac{\Delta [\text{Cl}_2]}{\Delta t}, ]

где:

• ( \Delta [\text{Cl}_2] ) — изменение концентрации хлора (( \text{Cl}_2 )) за время реакции,
• ( \Delta t ) — изменение времени, в течение которого происходила реакция,
• знак минус указывает на уменьшение концентрации реагента.

Дано:

• Начальная концентрация хлора (( [\text{Cl}_2]_{\text{нач}} )) = 1 моль/л,
• Конечная концентрация хлора (( [\text{Cl}_2]_{\text{кон}} )) = 0,6 моль/л,
• Время реакции (( \Delta t )) = 4 сек.

Решение:

1. Найдем изменение концентрации хлора: [ \Delta [\text{Cl}_2] = [\text{Cl}_2]_{\text{кон}} - [\text{Cl}_2]_{\text{нач}} = 0,6 - 1 = -0,4 \, \text{моль/л}. ]

2. Подставим данные в формулу для средней скорости реакции: [ v_{\text{ср}} = -\frac{\Delta [\text{Cl}_2]}{\Delta t} = -\frac{-0,4}{4} = 0,1 \, \text{моль/(л·с)}. ]

Ответ:

Средняя скорость реакции равна ( 0,1 \, \text{моль/(л·с)} ).

Пояснение:

В данном случае реакция протекает с участием хлора (( \text{Cl}_2 )) как одного из реагентов, концентрация которого уменьшается со временем. Средняя скорость показывает темп изменения концентрации хлора за единицу времени. Знак минус в формуле компенсирует уменьшение концентрации, чтобы скорость реакции выражалась положительным числом.