содержащий катализатор, поместили смесь угарного газа с хлором и нагрели. В результате протекания обратимой реакции СO (г) + Cl2 (г) ⇄ COCl2 (г) в системе установилось равновесие.…

Для решения задачи об использовании катализатора и установления равновесия в реакции важно учесть закон действующих масс. Мы можем использовать коэффициенты реакции для поиска концентраций компонентов при установлении равновесия.

Исходная уравнение реакции:

\[CO(g) + Cl_2(g) \rightleftharpoons COCl_2(g)\]

Дано:

• Исходная концентрация хлора (\([Cl_2]\)) = 0.6 моль/л
• Исходная концентрация фосгена (\([CO]\)) = 0.4 моль/л
• Равновесные концентрации фосгена и хлора: \([COCl_2]\) = 0.7 моль/л и \([CO]\) = 0.1 моль/л соответственно.

Пусть исходная концентрация угарного газа (\([CO]\)) равна Х моль/л, а равновесная концентрация хлора (\([Cl_2]\)) равна Y моль/л.

На основе уравнения реакции можно сформулировать выражения для равновесных концентраций в зависимости от исходных концентраций и изменений в концентрациях. \[K_c = \frac{[COCl_2]}{[CO][Cl_2]}\]

Коэффициенты действия равновесия (Kc) для данной реакции: \[K_c = \frac{(0.7)}{(X)(0.6)}\]

\[K_c = \frac{7}{6X}\] \ Как равновесие установилось, Kc остаётся постоянным для данной температуры. Подставив данные равновесных концентраций, мы можем решить уравнение: \[K_c = \frac{7}{6X} = \frac{0.7}{0.4 \cdot Y}\]

\[6X = 10Y\]

Также, по закону сохранения веществ можно сформулировать уравнение для сохранения каждого элемента: \[0.6 + 0.1 = X + 0.7\] \[0.7 = X + Y\]

Теперь, решив систему уравнений, мы можем найти исходную концентрацию угарного газа (X) и равновесную концентрацию хлора (Y).

1. Начнем с уравнения \(6X = 10Y\) и \(0.7 = X + Y\):

   • Подставляем \(0.7 = X + Y\) в \(6X = 10Y\):
   • \(6X = 10(0.7 - X)\)
   • \(6X = 7 - 10X\)
   • \(16X = 7\)
   • \(X = \frac{7}{16} = 0.4375\) моль/л

2. Теперь используем \(0.7 = X + Y\), чтобы найти Y:

   • \(0.7 = 0.4375 + Y\)
   • \(Y = 0.2625\) моль/л

Итак, исходная концентрация угарного газа (X) равна примерно 0.44 моль/л, а равновесная концентрация хлора (Y) равняется примерно 0.26 моль/л.

Ответ:

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. 0,9