В реактор постоянного объёма поместили смесь азота и водорода. При этом исходная концентрация азота составляла 0,5 моль/л. В результате протекания обратимой реакции N₂(г) + 3H₂(г)…
В реактор постоянного объёма поместили смесь азота и водорода. При этом исходная концентрация азота составляла 0,5 моль/л. В результате протекания обратимой реакции N₂(г) + 3H₂(г) ⇆ 2NH₃(г) в реакционной системе установилось химическое равновесие, при котором концентрации аммиака и водорода составили 0,8 моль/л и 0,9 моль/л соответственно. Определите исходную концентрацию водорода (X) и равновесную концентрацию азота (Y). Выберите из списка номера правильных ответов: 1) 0,1 моль/л 2) 0,2 моль/л 3) 0,4 моль/л 4) 0,8 моль/л 5) 1,8 моль/л 6) 2,1 моль/л Запишите в таблицу выбранные номера под соответствующими буквами
Цель: Понять. Детальное решение ниже.
Допущение: исходная концентрация аммиака NH3 равна 0 моль/л (смесь состоит только из N2 и H2).
- Запишем реакцию и изменения концентраций: N2 + 3 H2 ⇌ 2 NH3 Пусть ξ — пределительная величина (прогресс реакции) в единицах молей на литр. Изменения:
- [N2] = 0,5 − ξ
- [H2] = X − 3ξ
- [NH3] = 0 + 2ξ
По данным равновесия NH3: [NH3]eq = 0,8 M = 2ξ ⇒ ξ = 0,4 M
По данным равновесия H2: [H2]eq = 0,9 M = X − 3ξ = X − 3·0,4 = X − 1,2 Отсюда X = 0,9 + 1,2 = 2,1 M
По данным равновесия N2: [N2]eq = 0,5 − ξ = 0,5 − 0,4 = 0,1 M Значит Y (равновесная концентрация азота) = 0,1 M
Ответы:
- Исходная концентрация водорода X = 2,1 моль/л
- Равновесная концентрация азота Y = 0,1 моль/л
Выбранные номера из списка:
- X = 2,1 моль/л соответствует пункту 6
- Y = 0,1 моль/л соответствует пункту 1
Таблица выбранных номеров (под соответствующими буквами): A — 6 B — 1
Примечание: проверка значений в равновесии даёт [NH3] = 0,8 M, [H2] = 0,9 M, [N2] = 0,1 M, что совпадает с данными задачи.
