Задание №23 — Теоретические основы химии

Задание №23

В реактор постоянного объёма поместили угарный газ и хлор. В результате протекания обратимой реакции

CO_(г) + Cl_2(г) $\overset{ }{\rightleftarrows}$ COCl_2(г)

в реакционной системе установилось химическое равновесие.

Используя данные, приведённые в таблице, определите равновесную концентрацию CO (X) и исходную концентрацию Cl₂ (Y).

Реагент	CO	Cl₂	COCl₂
Исходная концентрация, моль/л	0,4
Равновесная концентрация, моль/л		0,2	0,3

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

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

Для решения задачи проанализируем уравнение химической реакции и изменение концентраций веществ в ходе установления равновесия:
CO (г) + Cl₂ (г) ⇄ COCl₂ (г)

Шаг 1. Определяем изменение концентрации продуктов.
В начале реакции в реактор поместили только угарный газ (CO) и хлор (Cl₂). Это означает, что исходная концентрация продукта реакции — фосгена (COCl₂) — была равна 0 моль/л.
Согласно таблице, равновесная концентрация COCl₂ составила 0,3 моль/л.
Следовательно, в ходе реакции образовалось: Δc(COCl₂) = 0,3 - 0 = 0,3 моль/л.

Шаг 2. Определяем изменение концентраций реагентов.
По уравнению реакции коэффициенты перед всеми веществами равны 1. Это значит, что для образования 1 моль COCl₂ расходуется 1 моль CO и 1 моль Cl₂.
Если образовалось 0,3 моль/л COCl₂, то прореагировало (израсходовалось):
Δc(CO) = 0,3 моль/л
Δc(Cl₂) = 0,3 моль/л

Шаг 3. Находим равновесную концентрацию CO (X).
Равновесная концентрация — это то, что осталось после реакции. Она равна разности между исходной концентрацией и той, что вступила в реакцию.
Исходная концентрация CO по условию равна 0,4 моль/л.
c_равн(CO) = c_исх(CO) - Δc(CO) = 0,4 моль/л - 0,3 моль/л = 0,1 моль/л.
Таким образом, X = 0,1 моль/л (вариант 1).

Шаг 4. Находим исходную концентрацию Cl₂ (Y).
Исходная концентрация реагента равна сумме того, что осталось в равновесии, и того, что израсходовалось в ходе реакции.
Равновесная концентрация Cl₂ по условию равна 0,2 моль/л.
c_исх(Cl₂) = c_равн(Cl₂) + Δc(Cl₂) = 0,2 моль/л + 0,3 моль/л = 0,5 моль/л.
Таким образом, Y = 0,5 моль/л (вариант 5).

Ответ: X — 1, Y — 5.

Источник: ФИПИ

НазадЗадание №23Далее