برای حل این سوال به موارد زیر توجه میکنیم:
1) **سرعت متوسط مصرف \( \text{N}_2\text{O}_5 \):**
واکنش معادلهشده به صورت زیر است:
\[ 2 \text{N}_2\text{O}_5 \rightarrow 4 \text{NO}_2 + \text{O}_2 \]
سرعت تولید \( \text{NO}_2 \) برابر با \( 0.8 \, \text{mol/L.s} \) است.
طبق معادله واکنش، به ازای مصرف هر 2 مول \( \text{N}_2\text{O}_5 \)، 4 مول \( \text{NO}_2 \) تولید میشود. بنابراین، نسبت سرعتها به صورت زیر خواهد بود:
\[ \frac{\text{سرعت مصرف } \text{N}_2\text{O}_5}{\text{سرعت تولید } \text{NO}_2} = \frac{1}{2} \]
سرعت مصرف \( \text{N}_2\text{O}_5 \) برابر است با:
\[ \text{سرعت مصرف } \text{N}_2\text{O}_5 = \frac{1}{2} \times 0.8 \, \text{mol/L.s} = 0.4 \, \text{mol/L.s} \]
برای تبدیل به \( \text{mol/L.min} \) داریم:
\[ 0.4 \, \text{mol/L.s} \times 60 \, \text{s/min} = 24 \, \text{mol/L.min} \]
2) **تولید اکسیژن:**
سرعت تولید \( \text{O}_2 \) برابر است با:
\[ \frac{\text{سرعت تولید } \text{O}_2}{\text{سرعت تولید } \text{NO}_2} = \frac{1}{4} \]
بنابراین:
\[ \text{سرعت تولید } \text{O}_2 = \frac{1}{4} \times 0.8 \, \text{mol/L.s} = 0.2 \, \text{mol/L.s} \]
در مدت 2 دقیقه، مقدار اکسیژن تولیدی به صورت زیر است:
\[ 0.2 \, \text{mol/L.s} \times 120 \, \text{s} = 24 \, \text{mol} \]
جرم اکسیژن تولید شده:
با توجه به جرم مولی اکسیژن که \( 32 \, \text{g/mol} \) است:
\[ \text{جرم اکسیژن } = 24 \, \text{mol} \times 32 \, \text{g/mol} = 768 \, \text{g} \]
بنابراین، در مدت زمان 2 دقیقه، 768 گرم اکسیژن تولید میشود.
