B1.5. В химическом реакторе объёмом 20 л производится реакция окисления монооксида углерода кислородом воздуха. Начальная концентрация СО составляла 0.102 м, кислорода 0.204 М. Спустя полчаса в реакторе образовался 1 моль диоксида углерода. Рассчитайте среднюю скорость реакции и концентрации веществ в конечной смеси.

Для расчета средней скорости реакции можно использовать закон действующих масс:

r = k[CO][O2]

где r - скорость реакции, k - константа скорости реакции, [CO] и [O2] - концентрации монооксида углерода и кислорода соответственно.

Так как образовалось 1 моль диоксида углерода, то было потреблено 1 моль монооксида углерода. Изначально в реакторе было 0.102 моль монооксида углерода, значит, его концентрация уменьшилась на 1/20 моль/л. Так как реакция происходит с равным количеством кислорода, то его концентрация также уменьшилась на 1/20 моль/л.

Таким образом, конечная концентрация CO составляет 0.102 - 1/20 = 0.052 моль/л, а конечная концентрация O2 - 0.204 - 1/20 = 0.194 моль/л.

Значение константы скорости реакции для данной реакции не дано, поэтому среднюю скорость можно оценить по уменьшению концентрации монооксида углерода за полчаса:

V = Δ[CO]/Δt = (0.102 - 0.052) моль/л / (0.5 час) = 0.1 моль/(л·ч)

Таким образом, средняя скорость реакции составляет 0.1 моль/(л·ч), а конечная концентрация CO - 0.052 моль/л, O2 - 0.194 моль/л.