Задание №23 — Теоретические основы химии

Задание №23

В реактор постоянного объёма поместили оксид азота(II) и кислород. При этом концентрация кислорода составляла 0,06 моль/л.

В результате протекания обратимой реакции

2NO_(г) + О_2(г) $\overset{ }{\rightleftarrows}$ 2NO_2(г)

в реакционной системе установилось химическое равновесие, при котором концентрации оксида азота(II) и оксида азота(IV) стали равными 0,06 моль/л.

Определите исходную концентрацию NO (X) и равновесную концентрацию O₂ (Y).

Выберите из списка номера правильных ответов.

1)	0,01 моль/л
2)	0,02 моль/л
3)	0,03 моль/л
4)	0,10 моль/л
5)	0,12 моль/л
6)	0,18 моль/л

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

Для решения задач на химическое равновесие удобно составить таблицу концентраций (исходная, прореагировавшая/образовавшаяся, равновесная) для каждого участника реакции.

Уравнение реакции: 2NO (г) + O₂ (г) ⇄ 2NO₂ (г)

1) Проанализируем данные по оксиду азота(IV). В начале реакции в системе находились только NO и O₂, значит, исходная концентрация NO₂ была равна 0 моль/л. Согласно условию, равновесная концентрация NO₂ составила 0,06 моль/л. Следовательно, в ходе реакции образовалось 0,06 моль/л NO₂.

2) Используя коэффициенты уравнения реакции, определим, сколько реагентов вступило в реакцию:
По уравнению на 2 моль NO₂ расходуется 2 моль NO и 1 моль O₂.
Значит, для образования 0,06 моль/л NO₂ потребовалось:
Δc(NO) = Δc(NO₂) = 0,06 моль/л (так как коэффициенты перед ними равны 2:2);
Δc(O₂) = 1/2 * Δc(NO₂) = 0,06 / 2 = 0,03 моль/л.

3) Найдем равновесную концентрацию кислорода (Y):
Равновесная концентрация равна разности исходной концентрации и той части, что вступила в реакцию.
c_равн(O₂) = c_исх(O₂) − Δc(O₂)
c_равн(O₂) = 0,06 моль/л − 0,03 моль/л = 0,03 моль/л.
Это соответствует варианту 3.

4) Найдем исходную концентрацию оксида азота(II) (X):
Исходная концентрация реагента равна сумме его равновесной концентрации и той части, что прореагировала.
По условию равновесная концентрация NO составляет 0,06 моль/л.
c_исх(NO) = c_равн(NO) + Δc(NO)
c_исх(NO) = 0,06 моль/л + 0,06 моль/л = 0,12 моль/л.
Это соответствует варианту 5.

Таким образом, X = 0,12 моль/л (5), Y = 0,03 моль/л (3).

Ответ: А → 5, Б → 3.

Источник: ФИПИ

НазадЗадание №23Далее