schoolМатематика
verifiedРешено AI
Решение задачи: Параллельные реакции 2A=R и A=2S
help_outlineУсловие задачи
Реши задачу: в реакторе протекает жилкофазная параллельная реакция типа 2A=R A=2S исходный концентрация вещества A равна 1,2 моль/л. конечные концентрации вещества A 0,2 моль/л, вещества S 0,2 моль/л . определить степень превращения вещества A, крнцентрацию вещества R и выход продукта R
lightbulbКраткий ответ
На странице представлено подробное решение задачи по химии, включающее расчет степени превращения вещества A (83,3%), концентрации продукта R и выхода продукта R в условиях параллельных реакций.
Подробное решение
Дано:
\( C_{A0} = 1,2 \) моль/л
\( C_{A} = 0,2 \) моль/л
\( C_{S} = 0,2 \) моль/л
Реакции:
1) \( 2A \rightarrow R \)
2) \( A \rightarrow 2S \)
Найти:
\( X_{A} \) — степень превращения;
\( C_{R} \) — концентрация продукта R;
\( \Phi_{R} \) — выход продукта R.
Решение:
1. Определим степень превращения вещества А (\( X_{A} \)):
Степень превращения показывает, какая часть исходного вещества вступила в реакцию.
\[ X_{A} = \frac{C_{A0} - C_{A}}{C_{A0}} \]
Подставим значения:
\[ X_{A} = \frac{1,2 - 0,2}{1,2} = \frac{1,0}{1,2} \approx 0,833 \]
В процентах: \( X_{A} = 83,3 \% \).
2. Определим концентрацию вещества R (\( C_{R} \)):
Общее количество прореагировавшего вещества А составляет:
\[ \Delta C_{A} = C_{A0} - C_{A} = 1,2 - 0,2 = 1,0 \text{ моль/л} \]
Это количество А распределилось на две реакции:
\[ \Delta C_{A} = \Delta C_{A1} + \Delta C_{A2} \]
Из уравнения второй реакции (\( A \rightarrow 2S \)) видно, что на образование 2 моль S расходуется 1 моль А. Следовательно, на образование \( C_{S} = 0,2 \) моль/л было затрачено:
\[ \Delta C_{A2} = \frac{1}{2} C_{S} = \frac{0,2}{2} = 0,1 \text{ моль/л} \]
Тогда на первую реакцию (\( 2A \rightarrow R \)) пошло:
\[ \Delta C_{A1} = \Delta C_{A} - \Delta C_{A2} = 1,0 - 0,1 = 0,9 \text{ моль/л} \]
Согласно стехиометрии первой реакции, из 2 моль А получается 1 моль R. Значит:
\[ C_{R} = \frac{1}{2} \Delta C_{A1} = \frac{0,9}{2} = 0,45 \text{ моль/л} \]
3. Определим выход продукта R (\( \Phi_{R} \)):
Выход продукта — это отношение количества полученного продукта к максимально возможному количеству, которое могло бы образоваться при полном превращении исходного вещества А только в этот продукт.
Максимально возможное количество R при полном превращении А:
\[ C_{R, max} = \frac{C_{A0}}{2} = \frac{1,2}{2} = 0,6 \text{ моль/л} \]
Выход продукта R:
\[ \Phi_{R} = \frac{C_{R}}{C_{R, max}} = \frac{0,45}{0,6} = 0,75 \]
В процентах: \( \Phi_{R} = 75 \% \).
Ответ: \( X_{A} = 0,833 \) (или 83,3%); \( C_{R} = 0,45 \) моль/л; \( \Phi_{R} = 0,75 \) (или 75%).