В реактор постоянного объёма поместили некоторое количество метана и углекислого газа. Смесь нагрели. В результате протекания обратимой реакции CH₄(г) + CO₂(г) ⇆ 2CO(г) + 2H₂(г) в…

Рассмотрим задачу более подробно и пошагово.

Входные данные:

• Реакция:
  \[ \text{CH}_4(g) + \text{CO}_2(g) \rightleftharpoons 2\text{CO}(g) + 2\text{H}_2(g) \]
• В состоянии равновесия:
  • Концентрация водорода: \([H_2] = 0{,}2\,\text{моль/л}\)
  • Концентрация углекислого газа: \([CO_2] = 0{,}5\,\text{моль/л}\)

Нам нужно найти:

• Исходную концентрацию \([CO_2]_0\) — обозначим её X.
• Равновесную концентрацию \([CO]\) — обозначим Y.

Шаг 1. Обозначение переменных

Обозначим начальные концентрации:

• \([CH_4]_0 = a\) — исходная метан
• \([CO_2]_0 = X\)

Обозначим изменение концентраций в процессе реакции:

• При протекании реакции на \(x\) моль/л: \[ \begin{cases} \text{CH}_4: a - x \\ \text{CO}_2: X - x \\ \text{CO}: 0 + 2x = 2x \\ \text{H}_2: 0 + 2x = 2x \end{cases} \]

Шаг 2. Запись данных в виде уравнений

Из равновесных концентраций:

• \([H_2] = 2x = 0{,}2\) →
  \[ x = 0{,}1 \]

• \([CO_2] = X - x = 0{,}5\) →
  \[ X - 0{,}1 = 0{,}5 \Rightarrow X = 0{,}6 \]

Таким образом, исходная концентрация CO₂:
\[\boxed{X = 0{,}6\,\text{моль/л}}\]

Шаг 3. Проверка и согласование с вариантами ответа

Варианты для X: 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6.

Наш результат: X = 0,6 — это вариант 6.

Итог:

Ответ:

X = 0,6 моль/л (номер 6) и \(Y = 2x = 2 \times 0{,}1 = 0{,}2\,\text{моль/л}\).

Если нужно, я могу помочь оформить всё более подробно или проверить дополнительные условия.