В реактор постоянного объёма поместили оксид углерода(IV) и нагрели. При этом исходная концентрация CO₂ составляла 0,23 моль/л. В результате протекания обратимой реакции 2CO₂(г) ⇆…
В реактор постоянного объёма поместили оксид углерода(IV) и нагрели. При этом исходная концентрация CO₂ составляла 0,23 моль/л. В результате протекания обратимой реакции 2CO₂(г) ⇆ 2CO(г) + O₂(г) в реакционной системе установилось химическое равновесие, при котором концентрация оксида углерода(IV) составила 0,15 моль/л. Определите равновесные концентрации CO (X) и O₂ (Y). Выберите из списка номера правильных ответов: 1) 0,02 моль/л 2) 0,04 моль/л 3) 0,08 моль/л 4) 0,15 моль/л 5) 0,20 моль/л 6) 0,30 моль/л
Для решения задачи начнем с анализа реакции и используем данные о концентрациях.
У нас есть реакция: \[ 2CO_2(g) \rightleftharpoons 2CO(g) + O_2(g) \]
Исходная концентрация \( CO_2 \) составляет \( 0,23 \, \text{моль/л} \), а при установлении равновесия она снижена до \( 0,15 \, \text{моль/л} \). Это означает, что изменение концентрации \( CO_2 \) равно:
\[ \Delta [CO_2] = 0,23 \, \text{моль/л} - 0,15 \, \text{моль/л} = 0,08 \, \text{моль/л} \]
Согласно стехиометрии реакции, для 2 молей \( CO_2 \) образуются 2 моли \( CO \) и 1 моль \( O_2 \). Таким образом:
- Увеличение концентрации \( CO \) будет равно \( 0,08 \, \text{моль/л} \) (так как 2 моль \( CO_2 \) дают 2 моля \( CO \)).
- Увеличение концентрации \( O_2 \) будет равно \( \frac{0,08}{2} = 0,04 \, \text{моль/л} \) (так как 2 моль \( CO_2 \) дают 1 моль \( O_2 \)).
Теперь определим равновесные концентрации:
Для \( CO \): \[ [CO] = 0 + 0,08 = 0,08 \, \text{моль/л} \]
Для \( O_2 \): \[ [O_2] = 0 + 0,04 = 0,04 \, \text{моль/л} \]
Итак, равновесные концентрации составляют:
- \( [CO] = 0,08 \, \text{моль/л} \)
- \( [O_2] = 0,04 \, \text{моль/л} \)
Теперь сопоставим с предложенными ответами:
- \( 0,02 \, \text{моль/л} \) — не подходит
- \( 0,04 \, \text{моль/л} \) — подходит для \( O_2 \)
- \( 0,08 \, \text{моль/л} \) — подходит для \( CO \)
- \( 0,15 \, \text{моль/л} \) — не подходит
- \( 0,20 \, \text{моль/л} \) — не подходит
- \( 0,30 \, \text{моль/л} \) — не подходит
Таким образом, правильные ответы:
- Для \( CO \) — \( 0,08 \, \text{моль/л} \) (номер 3)
- Для \( O_2 \) — \( 0,04 \, \text{моль/л} \) (номер 2)
Вывод: концентрации равновесного состояния составляют \( CO = 0,08 \, \text{моль/л} \) и \( O_2 = 0,04 \, \text{моль/л} \).
