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…

Для решения данной задачи воспользуемся понятием о химическом равновесии и запишем уравнение реакции:

\[ \mathrm{CH_4(g)} + \mathrm{CO_2(g)} \leftrightarrow 2 \mathrm{CO(g)} + 2 \mathrm{H_2(g)} \]

Обозначим исходные концентрации:

• \( [\mathrm{CH_4}]_0 = A \)
• \( [\mathrm{CO_2}]_0 = X \) (неизвестно, нужно найти)
• \( [\mathrm{CO}]_0 = 0 \)
• \( [\mathrm{H_2}]_0 = 0 \)

Обозначим изменения концентраций:

• Приступим к реакции с некоторым количеством \( \xi \), т.е. в процессе реакции:

\[ \begin{cases} [\mathrm{CH_4}] = A - \xi \\ [\mathrm{CO_2}] = X - \xi \\ [\mathrm{CO}] = 2\xi \\ [\mathrm{H_2}] = 2\xi \end{cases} \]

По условию, в состоянии равновесия концентрации следующие:

• \( [\mathrm{H_2}] = 0,2 \) моль/л
• \( [\mathrm{CO_2}] = 0,5 \) моль/л

Из концентраций водорода: \[ 2\xi = 0,2 \Rightarrow \xi = 0,1 \] Из концентраций CO₂ в равновесии: \[ X - \xi = 0,5 \Rightarrow X - 0,1 = 0,5 \Rightarrow X = 0,6 \]

Итак, исходная концентрация \( \mathrm{CO_2} \):

\[ \boxed{X = 0,6 \text{ моль/л}} \]

Также из выражения для водорода видно, что концентрация водорода в равновесии напрямую связана с количеством реакции отключения.

На вопрос о равновесной концентрации CO (Y): \[ [\mathrm{CO}] = 2\xi = 0,2 \text{ моль/л} \]

Следовательно, ответ по исходной концентрации \( \mathrm{CO_2} \) — 0,6 моль/л, что соответствует варианту №6.

Ответ:

Выбор правильных вариантов:

• \(X = 0,6 \text{ моль/л} \Rightarrow \boxed{6}\) (номер 6)
• \(Y = 0,2 \text{ моль/л} \Rightarrow \boxed{2}\) (номер 2)

Если нужно записать только номера в таблицу, то:

• Для \(X\) — 6
• Для \(Y\) — 2

Пожалуйста, уточните, если нужно полностью сформировать таблицу или выбрать только одни ответы.