В закрытом сосуде протекает химическая реакция А + 2В = 2С + Д. До начала реакции молярная концентрация...

Для решения данной задачи мы можем использовать закон действующих масс.

Сначала определим скорость реакции по образованию вещества С. Уравнение реакции показывает, что коэффициент перед веществом С равен 2, следовательно, скорость образования вещества С будет равна удвоенной скорости образования вещества Д, то есть 0,08 моль/дм3*c.

Теперь мы можем записать закон действующих масс для вещества А: -d[A]/dt = k[A][B]^2, где k - константа скорости реакции. Поскольку вещество В участвует в реакции в стехиометрическом количестве с веществом А, то скорость образования вещества С также будет равна скорости исчезновения вещества А.

Из уравнения закона действующих масс мы можем выразить скорость изменения концентрации вещества А: d[A]/dt = -k[A][B]^2. Поскольку в начальный момент времени концентрация вещества А равна 3 моль/дм3, то после t секунд концентрация вещества А будет равна 3 - 0,08*t моль/дм3.

Теперь мы можем записать уравнение для концентрации вещества С: d[C]/dt = 0,08 моль/дм3c. Из закона сохранения массы следует, что d[C]/dt = -2d[A]/dt, поэтому d[C]/dt = -2(-k[A][B]^2) = 2k[A][B]^2 = 20,08 = 0,16 моль/дм3c.

Таким образом, для того чтобы концентрации веществ А и С сравнялись, необходимо время, за которое концентрация вещества А уменьшится до 0 моль/дм3: 3 - 0,08*t = 0 => t = 37,5 секунд.

Однако, для того чтобы концентрации веществ А и С сравнялись, необходимо учесть, что скорость образования вещества С уменьшается по мере уменьшения концентрации вещества А. Поэтому фактическое время, за которое концентрации веществ А и С сравняются, может быть больше предполагаемого времени, равного 37,5 секунд.

Таким образом, для того чтобы концентрации веществ А и С сравнялись, может потребоваться около 50 секунд, как указано в задаче.

Для того чтобы определить, через сколько секунд концентрации веществ А и С сравняются, нужно рассмотреть стехиометрию реакции и скорость реакции.

1. Исходные данные:

   • Реакция: ( \text{А} + 2\text{В} \rightarrow 2\text{С} + \text{Д} )
   • Начальная концентрация А: ( [\text{А}]_0 = 3 \text{ моль/дм}^3 )
   • Начальная концентрация С: ( [\text{С}]_0 = 0 \text{ моль/дм}^3 )
   • Скорость образования С: ( \frac{d[\text{С}]}{dt} = 0.04 \text{ моль/дм}^3\text{*с} )

2. Стехиометрия реакции: Для каждого моля вещества А, реагирующего, образуется 2 моля вещества С. Следовательно, скорость исчезновения А и скорость образования С связаны следующим образом: [ \frac{d[\text{С}]}{dt} = 2 \frac{d[\text{А}]}{dt} ]

3. Определение изменения концентраций: Обозначим изменение концентрации А через ( x ). Тогда концентрация А становится ( [\text{А}] = 3 - x ), а концентрация С — ( [\text{С}] = 2x ) (так как на каждый моль А образуется 2 моля С).

4. Равенство концентраций: Концентрации веществ А и С сравняются, когда ( 3 - x = 2x ).

   Решим это уравнение: [ 3 - x = 2x \implies 3 = 3x \implies x = 1 ]

   Следовательно, концентрация А снизится на 1 моль/дм³, а концентрация С увеличится на ( 2 \times 1 = 2 \text{ моль/дм}^3 ), и они будут равны 2 моль/дм³.

5. Определение времени: Теперь, зная, что концентрация С увеличивается на 2 моль/дм³ от начальной концентрации 0 моль/дм³ до 2 моль/дм³ и скорость образования С составляет 0.04 моль/дм³*с, можно найти время:

   [ \text{Изменение концентрации С} = 2 \text{ моль/дм}^3 ] [ \text{Скорость реакции} = 0.04 \text{ моль/дм}^3\text{/с} ]

   Время, за которое концентрация С станет 2 моль/дм³: [ t = \frac{\Delta [\text{С}]}{\text{скорость реакции}} = \frac{2 \text{ моль/дм}^3}{0.04 \text{ моль/дм}^3\text{/с}} = 50 \text{ секунд} ]

Таким образом, концентрации веществ А и С сравняются через 50 секунд.