Реактор постоянного объёма заполнили смесью пропана и пропилена, ввели катализатор. Исходная концентрация пропана 0,5 моль/л. В результате протекания обратимой реакции С3Н8(г)=С3Н6(г)+Н2(г) в реакционной системе установилось химическое равновесие. При этом равновесные концентрации пропана и пропилена составили 0,2моль/л и 0,4моль/л соответственно. Определите равновесную концентрацию водорода (Х) и исходную концентрацию пропилена (У)

Для решения данной задачи воспользуемся принципом закона действия масс и анализом изменений концентраций веществ в ходе реакции.

Изначально у нас в реакционном объеме находились:

• Концентрация пропана (C3H8) = 0,5 моль/л (исходная)
• Концентрация пропилена (C3H6) = 0 моль/л (исходная)
• Концентрация водорода (H2) = 0 моль/л (исходная)

Реакция:

\[ C_3H_8 (г) \rightleftharpoons C_3H_6 (г) + H_2 (г) \]

Во время протекания реакции пропан частично превращается в пропилен и водород. Дано, что в равновесии:

• Концентрация пропана [C3H8] = 0,2 моль/л
• Концентрация пропилена [C3H6] = 0,4 моль/л

Теперь определим изменения концентраций:

1. Изменение концентрации пропана: Исходная концентрация пропана = 0,5 моль/л Равновесная концентрация пропана = 0,2 моль/л

   Изменение концентрации пропана: \[ 0,5 - 0,2 = 0,3 \text{ моль/л} \] Это значит, что 0,3 моль/л пропана реагировало.

2. Концентрация пропилена и водорода: По уравнению реакции видно, что на 1 моль пропана образуется 1 моль пропилена и 1 моль водорода. Следовательно, если пропан уменьшился на 0,3 моль/л, то:

   • Концентрация пропилена увеличилась на 0,3 моль/л.

Исходная концентрация пропилена (Y) можно найти, добавив это изменение к равновесной концентрации:

\[ Y = [C_3H_6]_{равн.} - \Delta [C_3H_6] = 0 + 0,3 = 0,3 \text{ моль/л} \]

3. Определение равновесной концентрации водорода (X): Так как на каждый моль образовавшегося пропилена также образуется моль водорода, то:

   \[ X = [H_2]_{равн.} = 0 + 0,3 = 0,3 \text{ моль/л} \]

В итоге:

• Равновесная концентрация водорода (X) = 0,3 моль/л
• Исходная концентрация пропилена (Y) = 0,3 моль/л

Если у вас есть дополнительные вопросы или нужна помощь с другими темами, не стесняйтесь спрашивать!