решите задачу: Смешали 0,16 моль СО с 0,8 моль/л О2. Реакция 2СO(I)+O(I) = 2CO2(I) протекает в закрытом сосуде при постоянной температуре. К моменту наступления равновесия…

Давайте разберем задачу по шагам и подробно объясним решение.

Дано:

• Исходное количество СО: \( n_{\text{СО, нач}} = 0{,}16 \text{ моль} \)
• Объем сосуда: \( V = 0{,}8 \text{ л} \)
• Объем кислорода: концентрация \( C_{O_2} = 0{,}8 \text{ моль/л} \)

Реакция: \[ 2CO (I) + O_2 (I) \rightleftharpoons 2CO_2 (I) \]

При этом в закрытом сосуде при постоянной температуре достигается равновесие, и известно, что к нему остается 40% первоначального количества СО.

---

Шаг 1: Определение исходных данных

• Исходное количество СО: \( n_{\text{СО, нач}} = 0{,}16 \text{ моль} \)
• Концентрация кислорода в начале: \[ C_{O_2,\, нач} = 0{,}8 \text{ моль/л} \times V = 0{,}8 \times 0,8 = 0{,}64 \text{ моль} \]

(Объем постоянен, потому что сосуд закрыт и постоянной температуры, концентрации рассчитываем по количеству вещества и объему)

---

Шаг 2: Определение количества СО в состоянии равновесия

По условию, остаток после достижения равновесия — 40% от начального количества:

\[ n_{\text{СО, фин}} = 0{,}4 \times 0{,}16 = 0{,}064 \text{ моль} \]

Количество СО, которое прореагировало:

\[ \Delta n_{\text{СО}} = n_{\text{СО, нач}} - n_{\text{СО, фин}} = 0{,}16 - 0{,}064 = 0{,}096 \text{ моль} \]

Шаг 3: Определение изменения количества вещества в реакции

Из уравнения реакции видно, что на 2 моля CO нужно 1 моль \(O_2\), а на 2 моль CO2 — 2 моля (столкнемся к массовому соотношению).

Обозначим:

• \( x \) — количество прошедшей реакции (моли), то есть прореагировавшее количество СО.

Из уравнения реакции:

\[ 2CO + O_2 \rightarrow 2CO_2 \]

Количество СО, прореагировавшее:

\[ x = 0,096 \text{ моль} \]

Тогда:

• СО: уменьшение — \( 2x \)
• \( O_2 \): уменьшение — \( x \)
• CO2: образование — \( 2x \)

Поскольку изначально было \(0,64\) моль \(O_2\):

Объем кислорода после реакции:

\[ n_{O_2, фин} = 0{,}64 - x \]

Количество CO2 образовалось:

\[ n_{CO_2, фин} = 2x = 2 \times 0,096 = 0,192 \text{ моль} \]

---

Шаг 4: Определение концентраций в состоянии равновесия

Концентрации веществ:

\[ C_{CO, фин} = \frac{n_{\text{СО, фин}}}{V} = \frac{0,064}{0,8} = 0,08 \text{ моль/л} \]

\[ C_{O_2, фин} = \frac{0,64 - x}{V} = \frac{0,64 - 0,096}{0,8} = \frac{0,544}{0,8} = 0,68 \text{ моль/л} \]

\[ C_{CO_2, фин} = \frac{0,192}{0,8} = 0,24 \text{ моль/л} \]

---

Шаг 5: Записать выражение равновесной константы \(K\)

Для реакции:

\[ 2CO + O_2 \leftrightarrow 2CO_2 \]

Выражение для константы:

\[ K = \frac{[CO_2]^2}{[CO]^2 [O_2]} \]

Подставляем найденные концентрации:

\[ K = \frac{(0,24)^2}{(0,08)^2 \times 0,68} \]

Высчитываем числитель и знаменатель:

\[ K = \frac{0,0576}{0,0064 \times 0,68} \]

\[ K = \frac{0,0576}{0,004352} \]

Теперь делим:

\[ K \approx 13,23 \]

---

Итог:

Константа равновесия \(K \approx 13,2\).

Если нужен более точный ответ, можно использовать больше знаков после запятой, но в целом так этот показатель для данной реакции.