реактор постоянного объёма поместили оксид азота(IV), кислород и водяные пары. В
результате протекания обратимой реакции
4NO₂(г) + O₂(г) + 2H₂O(г) ⇆ 4HNO₃(г)
в реакционной системе установилось химическое равновесие, при котором концентрации оксида
азота(IV), кислорода и азотной кислоты составили 0,4 моль/л, 0,7 моль/л и 2,4 моль/л
соответственно. Определите исходные концентрации оксида азота(IV) (X) и кислорода (Y).
Выберите из списка номера правильных ответов:
1) 1,3 моль/л
2) 1,6 моль/л
3) 1,9 моль/л
4) 2,4 моль/л
5) 2,8 моль/л
6) 3,0 моль/л
Запишите в таблицу выбранные номера под соответствующими буквами.
Для решения задачи воспользуемся принципом равновесия в химии и методом стехиометрии. Мы знаем, что в реакционной системе установилось равновесие, и по данным условиям, мы можем определить исходные концентрации реагентов.
Дано:
- Концентрация \( NO_2 \) (оксид азота(IV)) на равновесии = 0,4 моль/л
- Концентрация \( O_2 \) (кислород) на равновесии = 0,7 моль/л
- Концентрация \( HNO_3 \) (азотная кислота) на равновесии = 2,4 моль/л
Реакция имеет вид:
\[
4NO_2(г) + O_2(г) + 2H_2O(г) ⇆ 4HNO_3(г)
\]
### Шаг 1: Определим изменения концентрации
Давайте обозначим начальные концентрации оксида азота(IV) как \( X \) и кислорода как \( Y \).
По уравнению реакции видно, что:
- На 4 моль \( NO_2 \) (оксид азота(IV)) необходимо 1 моль \( O_2 \) и 2 моль \( H_2O \) для образования 4 моль \( HNO_3 \).
#### Входные данные:
После протекания реакции, по условию у нас:
- \( [HNO_3] = 2,4 \) моль/л, значит изменение концентрации \( NO_2 \) и \( O_2 \) при образовании 2,4 моль/л \( HNO_3 \) будет следующем:
1. **NO2:**
\[
\Delta [NO_2] = -\frac{4}{4} \cdot 2,4 = -2,4 \text{ моль/л}
\]
Это значит, что на производство 2,4 моль/л кислоты у нас уменьшилась концентрация \( NO_2 \) на 2,4 моль/л.
2. **O2:**
\[
\Delta [O_2] = -\frac{1}{4} \cdot 2,4 = -0,6 \text{ моль/л}
\]
### Шаг 2: Найдем исходные концентрации
Теперь мы можем записать:
- Концентрация \( NO_2 \) на равновесии:
\[
[NO_2]_{eq} = X - 2,4 = 0,4
\]
Отсюда:
\[
X = 0,4 + 2,4 = 2,8 \text{ моль/л}
\]
- Концентрация \( O_2 \) на равновесии:
\[
[O_2]_{eq} = Y - 0,6 = 0,7
\]
Отсюда:
\[
Y = 0,7 + 0,6 = 1,3 \text{ моль/л}
\]
### Шаг 3: Подведение итогов
Итак, мы нашли:
- Исходная концентрация оксида азота(IV) \( X = 2,8 \) моль/л
- Исходная концентрация кислорода \( Y = 1,3 \) моль/л
### Ответ:
Номера правильных ответов:
- \( X = 2,8 \) моль/л (это 5)
- \( Y = 1,3 \) моль/л (это 1)
Записываем в таблицу:
- A: 5
- B: 1
Если у вас есть дополнительные вопросы или уточнения, не стесняйтесь задавать!
