В реактор постоянного объема поместили некоторое количество S2Cl2 и водорода. В результате протекания обратимой химической реакции: S2Cl2(г) + H2(г) ⇆ 2HCl(г) + 2S(ж) в системе…
В реактор постоянного объема поместили некоторое количество S2Cl2 и водорода. В результате протекания обратимой химической реакции: S2Cl2(г) + H2(г) ⇆ 2HCl(г) + 2S(ж) в системе установилось химическое равновесие. При этом исходная концентрация S2Cl2 была 0,4 моль/л, а равновесные концентрации S2Cl2 и H2 оказались 0,2 и 0,3 моль/л соответственно. Определите исходную концентрацию H2 (X) и равновесную концентрацию HCl (Y). Выберите из списка номера правильных ответов: 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) 0,6 моль/л
Цель: понять решение пошагово.
Дано:
- Реакция: S2Cl2(g) + H2(g) ⇌ 2 HCl(g) + 2 S(s)
- [S2Cl2]0 = 0,4 М
- В состоянии равновесия [S2Cl2]eq = 0,2 М
- [H2]eq = 0,3 М
- Нужно найти: исходную концентрацию H2 (X) и равновесную концентрацию HCl (Y)
- Предположение: начальная концентрация HCl равна нулю (обычно так в таких задачах).
- Вводим переменную по степени протекания ξ:
- При реакции на каждую моль S2Cl2 и H2 образуются 2 моль HCl и 2 моль S (S — твердый, поэтому его активность равна 1 и не входит в выражение константы).
Изменения концентраций:
- S2Cl2: уменьшается на ξ → [S2Cl2]eq = [S2Cl2]0 − ξ
- H2: уменьшается на ξ → [H2]eq = [H2]0 − ξ
- HCl: увеличивается на 2ξ → [HCl]eq = [HCl]0 + 2ξ, при условии [HCl]0 = 0.
По S2Cl2 в равновесии: 0,4 − ξ = 0,2 → ξ = 0,2
По H2: [H2]eq = X − ξ = 0,3 → X = 0,3 + ξ = 0,3 + 0,2 = 0,5
По HCl: [HCl]eq = 0 + 2ξ = 2 · 0,2 = 0,4 → Y = 0,4
Ответ:
- Исходная концентрация H2: X = 0,5 М
- Равновесная концентрация HCl: Y = 0,4 М
(Проверка: константа равновесия Kc = [HCl]^2 / ([S2Cl2][H2]) = (0,4)^2 / (0,2 · 0,3) ≈ 2,67, что согласуется с данными.)
Правильный вариант: 4) 0,4 моль/л для Y и 5) 0,5 моль/л для X.
