Задание №23 — Теоретические основы химии

Задание №23

В реактор постоянного объёма поместили некоторое количество оксида азота(IV) и хлора. В результате протекания обратимой реакции

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

в реакционной системе установилось химическое равновесие, при котором концентрации оксида азота(IV), хлора и хлорида нитроила составили
0,04 моль/л, 0,08 моль/л и 0,16 моль/л соответственно. Определите исходные концентрации NO₂ (X) и Cl₂ (Y).

Выберите из списка номера правильных ответов:

1)	0,20 моль/л
2)	0,40 моль/л
3)	0,60 моль/л
4)	0,80 моль/л
5)	0,12 моль/л
6)	0,16 моль/л

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

Для решения задач на химическое равновесие удобно составить таблицу, отражающую изменение концентраций веществ в ходе реакции. Уравнение реакции:
2 NO₂(г) + Cl₂(г) ⇄ 2 NO₂Cl(г)

1. Анализируем равновесные концентрации.
По условию задачи в момент равновесия в системе находятся:
[NO₂]_равн = 0,04 моль/л
[Cl₂]_равн = 0,08 моль/л
[NO₂Cl]_равн = 0,16 моль/л

2. Определяем изменение концентраций (сколько прореагировало или образовалось).
В реактор поместили только NO₂ и Cl₂, значит, исходная концентрация продукта NO₂Cl была равна 0 моль/л.
Следовательно, в ходе реакции образовалось 0,16 моль/л NO₂Cl.
Согласно стехиометрическим коэффициентам уравнения (2 : 1 : 2):
- На образование 2 моль NO₂Cl расходуется 2 моль NO₂. Значит, для образования 0,16 моль/л продукта потребовалось: Δc(NO₂) = 0,16 моль/л.
- На образование 2 моль NO₂Cl расходуется 1 моль Cl₂. Значит, для образования 0,16 моль/л продукта потребовалось: Δc(Cl₂) = 0,16 / 2 = 0,08 моль/л.

3. Рассчитываем исходные концентрации реагентов.
Исходная концентрация вещества равна сумме того, что осталось в равновесии, и того, что израсходовалось в ходе реакции (c_исх = c_равн + Δc).
А) Для NO₂ (X):
c_исх(NO₂) = [NO₂]_равн + Δc(NO₂) = 0,04 моль/л + 0,16 моль/л = 0,20 моль/л.
Это соответствует варианту №1.

Б) Для Cl₂ (Y):
c_исх(Cl₂) = [Cl₂]_равн + Δc(Cl₂) = 0,08 моль/л + 0,08 моль/л = 0,16 моль/л.
Это соответствует варианту №6.

Ответ: А → 1, Б → 6.

Источник: ФИПИ

НазадЗадание №23Далее