Задание №23 — Теоретические основы химии

Задание №23

В реактор постоянного объёма поместили оксид азота(II) и угарный газ. При этом исходная концентрация оксида азота(II) составляла 0,90 моль/л. В результате протекания обратимой реакции

2NO_(г) + 2CO_(г) $\overset{ }{\rightleftarrows}$ N_2(г) + 2CO_2(г)

в реакционной системе установилось химическое равновесие, при котором концентрации угарного газа и азота составили 0,30 моль/л и 0,20 моль/л соответственно. Определите равновесную концентрацию оксида азота(II) (X) и исходную концентрацию угарного газа (Y).

Выберите из списка номера правильных ответов:

1)	0,40 моль/л
2)	0,45 моль/л
3)	0,50 моль/л
4)	0,70 моль/л
5)	0,75 моль/л
6)	0,90 моль/л

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

Для решения задач на химическое равновесие удобнее всего составить таблицу, в которой будут отражены исходные концентрации веществ, изменения их концентраций в ходе реакции и равновесные концентрации.

Уравнение реакции: 2NO (г) + 2CO (г) ⇄ N₂ (г) + 2CO₂ (г)

1) Проанализируем данные по азоту (N₂). В начале реакции продуктов в системе не было, значит, исходная концентрация [N₂]_исх = 0 моль/л. По условию равновесная концентрация [N₂]_равн = 0,20 моль/л. Следовательно, в ходе реакции образовалось 0,20 моль/л азота.
Δc(N₂) = 0,20 моль/л.

2) Используя коэффициенты уравнения реакции, определим, сколько реагентов вступило в реакцию (расходовалось).
Согласно уравнению, на 1 моль образовавшегося N₂ расходуется 2 моль NO и 2 моль CO.
Δc(NO) = 2 * Δc(N₂) = 2 * 0,20 моль/л = 0,40 моль/л.
Δc(CO) = 2 * Δc(N₂) = 2 * 0,20 моль/л = 0,40 моль/л.

3) Найдем равновесную концентрацию оксида азота(II) (X).
Равновесная концентрация равна разности исходной концентрации и концентрации прореагировавшего вещества:
[NO]_равн = [NO]_исх − Δc(NO)
X = 0,90 моль/л − 0,40 моль/л = 0,50 моль/л.
Это соответствует варианту ответа №3.

4) Найдем исходную концентрацию угарного газа (Y).
Исходная концентрация равна сумме равновесной концентрации и концентрации прореагировавшего вещества:
[CO]_исх = [CO]_равн + Δc(CO)
По условию [CO]_равн = 0,30 моль/л.
Y = 0,30 моль/л + 0,40 моль/л = 0,70 моль/л.
Это соответствует варианту ответа №4.

Таким образом, X = 0,50 моль/л (3), Y = 0,70 моль/л (4).

Ответ: А → 3, Б → 4.

Источник: ФИПИ

НазадЗадание №23Далее