Задание №23 — Теоретические основы химии

Задание №23

В реактор постоянного объёма поместили оксид азота(IV) и хлор. При этом их исходная концентрация составляла 0,10 моль/л и 0,08 моль/л соответственно. В результате протекания обратимой реакции

2NO_2(г) + Cl_2(г) $\overset{ }{\rightleftarrows}$ 2NO₂Cl_(г)

в реакционной системе установилось химическое равновесие, при котором концентрация хлора составила 0,04 моль/л. Определите равновесные концентрации NO₂ (X) и NO₂Cl (Y).

Выберите из списка номера правильных ответов:

1)	0,02 моль/л
2)	0,04 моль/л
3)	0,06 моль/л
4)	0,08 моль/л
5)	0,10 моль/л
6)	0,12 моль/л

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

Для решения задач на химическое равновесие удобно составить таблицу, в которой отражены исходные концентрации веществ, их изменение в ходе реакции и равновесные концентрации.

Уравнение реакции: 2 NO₂(г) + Cl₂(г) ⇄ 2 NO₂Cl(г)

1. Анализируем изменение концентрации хлора (Cl₂).
Нам известна исходная концентрация хлора: [Cl₂]_исх = 0,08 моль/л.
Нам известна равновесная концентрация хлора: [Cl₂]_равн = 0,04 моль/л.
Следовательно, в ходе реакции вступило в химическое взаимодействие (израсходовалось):
Δc(Cl₂) = [Cl₂]_исх − [Cl₂]_равн = 0,08 моль/л − 0,04 моль/л = 0,04 моль/л.

2. Определяем изменение концентраций остальных веществ по уравнению реакции.
Согласно коэффициентам в уравнении (2 : 1 : 2):
- На 1 моль Cl₂ расходуется 2 моля NO₂.
- На 1 моль Cl₂ образуется 2 моля NO₂Cl.
Значит:
Δc(NO₂) = 2 * Δc(Cl₂) = 2 * 0,04 моль/л = 0,08 моль/л (расходуется).
Δc(NO₂Cl) = 2 * Δc(Cl₂) = 2 * 0,04 моль/л = 0,08 моль/л (образуется).

3. Находим равновесную концентрацию NO₂ (X).
Исходная концентрация NO₂ составляла 0,10 моль/л. В ходе реакции израсходовалось 0,08 моль/л.
[NO₂]_равн = [NO₂]_исх − Δc(NO₂) = 0,10 моль/л − 0,08 моль/л = 0,02 моль/л.
Это соответствует варианту №1.

4. Находим равновесную концентрацию NO₂Cl (Y).
В условии сказано, что в реактор поместили только оксид азота(IV) и хлор. Это значит, что исходная концентрация продукта (NO₂Cl) была равна 0 моль/л.
[NO₂Cl]_равн = [NO₂Cl]_исх + Δc(NO₂Cl) = 0 моль/л + 0,08 моль/л = 0,08 моль/л.
Это соответствует варианту №4.

Ответ: А → 1 (0,02 моль/л), Б → 4 (0,08 моль/л).

Источник: ФИПИ

НазадЗадание №23Далее