В реактор постоянного объёма поместили кислород и азот и подвергли действию электрического тока. При этом исходная концентрация O₂ составляла 0,4 моль/л. В результате протекания…
В реактор постоянного объёма поместили кислород и азот и подвергли действию электрического тока. При этом исходная концентрация O₂ составляла 0,4 моль/л. В результате протекания обратимой реакции N₂(г) + O₂(г) ⇆ 2NO(г) в реакционной системе установилось химическое равновесие, при котором концентрации азота и оксида азота(II) составили 0,3 моль/л и 0,2 моль/л соответственно. Определите исходную концентрацию N₂ (X) и равновесную концентрацию O₂ (Y). Выберите из списка номера правильных ответов: 1) 0,1 моль/л 2) 0,2 моль/л 3) 0,3 моль/л 4) 0,4 моль/л 5) 0,5 моль/л 6) 0,6 моль/л
Для решения данной задачи мы можем использовать баланс концентраций, учитывая, что в системе установилось химическое равновесие.
Исходные концентрации реагентов и продуктов можно записать так:
- Исходная концентрация O₂ (C₀(O₂)) = 0,4 моль/л
- Исходная концентрация N₂ (C₀(N₂)) = X (что нам нужно найти)
- Концентрация NO (C(NO)) = 0,2 моль/л (при равновесии)
- Концентрация N₂ (C(N₂)) = 0,3 моль/л (при равновесии)
Согласно уравнению реакции:
\[ \text{N₂} (г) + \text{O₂} (г) ⇆ 2 \text{NO} (г) \]
Мы можем установить изменения концентраций в ходе реакции:
- Концентрация NO увеличивается на 0,2 моль/л (так как у нас образуется 2 моль NO на 1 моль N₂ и 1 моль O₂).
- Это значит, что на 0,2 моль/л уменьшилось количество O₂ и на 0,1 моль/л уменьшилось количество N₂ (так как для образования 2 моль NO требуется 1 моль N₂ и 1 моль O₂).
Теперь можем записать изменения:
- Изменение O₂: C₀(O₂) - Y = 0,2
- Изменение N₂: C₀(N₂) - 0,3 = 0,1
Подставим значения:
Для O₂: \[ 0,4 - Y = 0,2 \] \[ Y = 0,4 - 0,2 = 0,2 \]
Для N₂: \[ X - 0,1 = 0,3 \] \[ X = 0,3 + 0,1 = 0,4 \]
Таким образом, исходная концентрация N₂ (X) составляет 0,4 моль/л, а равновесная концентрация O₂ (Y) составляет 0,2 моль/л.
Правильные ответы:
- Исходная концентрация N₂ (X): 0,4 моль/л (вариант 4)
- Равновесная концентрация O₂ (Y): 0,2 моль/л (вариант 2)
