Задание №23 — Теоретические основы химии

Задание №23

В реактор постоянного объёма поместили водород и пары́ брома. При этом концентрация паров брома составляла 0,12 моль/л.

В результате протекания обратимой реакции

H_2(г) + Br_2(г) $\overset{ }{\rightleftarrows}$ 2HBr_(г)

в реакционной системе установилось химическое равновесие, при котором концентрации водорода и бромоводорода составили 0,27 моль/л и 0,18 моль/л соответственно.

Определите исходную концентрацию H₂ (X) и равновесную концентрацию Br₂ (Y).

Выберите из списка номера правильных ответов.

1)	0,02 моль/л
2)	0,03 моль/л
3)	0,18 моль/л
4)	0,27 моль/л
5)	0,36 моль/л
6)	0,37 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: H₂(г) + Br₂(г) ⇄ 2HBr(г)

1) Анализируем изменение концентрации HBr.
По условию, в реактор поместили только водород и пары брома. Это значит, что исходная концентрация продукта реакции (HBr) была равна 0 моль/л.
Равновесная концентрация HBr составила 0,18 моль/л.
Следовательно, в ходе реакции образовалось: Δc(HBr) = 0,18 - 0 = 0,18 моль/л.

2) Рассчитываем изменение концентраций реагентов (H₂ и Br₂).
Согласно уравнению реакции, из 1 моль H₂ и 1 моль Br₂ образуется 2 моль HBr. То есть реагентов расходуется в 2 раза меньше, чем образуется продукта.
Δc(H₂) = Δc(Br₂) = 1/2 * Δc(HBr) = 0,18 моль/л / 2 = 0,09 моль/л.

3) Находим равновесную концентрацию брома (Y).
Исходная концентрация брома c_исх(Br₂) = 0,12 моль/л.
В ходе реакции израсходовалось 0,09 моль/л.
Равновесная концентрация: c_равн(Br₂) = c_исх(Br₂) - Δc(Br₂) = 0,12 моль/л - 0,09 моль/л = 0,03 моль/л.
Это соответствует варианту ответа №2.

4) Находим исходную концентрацию водорода (X).
Равновесная концентрация водорода c_равн(H₂) = 0,27 моль/л.
В ходе реакции израсходовалось 0,09 моль/л.
Чтобы найти исходную концентрацию, нужно к равновесному количеству прибавить то, что вступило в реакцию:
c_исх(H₂) = c_равн(H₂) + Δc(H₂) = 0,27 моль/л + 0,09 моль/л = 0,36 моль/л.
Это соответствует варианту ответа №5.

Таким образом, X = 0,36 моль/л (5), Y = 0,03 моль/л (2).

Ответ: А → 5, Б → 2.

Источник: ФИПИ

НазадЗадание №23Далее