Задание №23 — Теоретические основы химии

Задание №23

В реактор постоянного объема поместили оксид серы(IV) и кислород.
В результате протекания обратимой реакции в реакционной системе

2SO_2(г) + О_2(г) $\overset{ }{\rightleftarrows}$ 2SO_3(г)

установилось химическое равновесие.

Используя данные, приведенные в таблице, определите исходную концентрацию SO₂ (X) и равновесную концентрацию SO₃ (Y).

Реагент	SO₂	O₂	SO₃
Исходная концентрация (моль/л)		0,7
Равновесная концентрация (моль/л)	0,2	0,4

Выберите из списка номера правильных ответов:

1)	0,2 моль/л
2)	0,3 моль/л
3)	0,4 моль/л
4)	0,6 моль/л
5)	0,7 моль/л
6)	0,8 моль/л

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

Для решения задач на химическое равновесие удобно использовать таблицу, в которой фиксируются исходные концентрации веществ, изменения их концентраций в ходе реакции и равновесные концентрации.

Уравнение реакции: 2SO₂(г) + O₂(г) ⇄ 2SO₃(г)

1) Проанализируем данные для кислорода (O₂).
Из таблицы известно, что исходная концентрация O₂ составляла 0,7 моль/л, а равновесная — 0,4 моль/л.
Следовательно, в ходе реакции вступило в реакцию (израсходовалось):
Δc(O₂) = c_исх(O₂) − c_равн(O₂) = 0,7 моль/л − 0,4 моль/л = 0,3 моль/л.

2) Определим изменение концентрации оксида серы(VI) (SO₃).
Согласно уравнению реакции, из 1 моль O₂ образуется 2 моль SO₃.
Значит, концентрация образовавшегося SO₃ в два раза больше концентрации прореагировавшего кислорода:
Δc(SO₃) = 2 * Δc(O₂) = 2 * 0,3 моль/л = 0,6 моль/л.
Так как изначально SO₃ в реакторе не было (исходная концентрация равна 0), его равновесная концентрация (Y) будет равна количеству образовавшегося вещества:
Y = c_равн(SO₃) = 0,6 моль/л.
Это соответствует варианту ответа №4.

3) Определим исходную концентрацию оксида серы(IV) (SO₂).
Согласно уравнению реакции, на 1 моль O₂ расходуется 2 моль SO₂.
Значит, концентрация прореагировавшего SO₂ также в два раза больше концентрации прореагировавшего кислорода:
Δc(SO₂) = 2 * Δc(O₂) = 2 * 0,3 моль/л = 0,6 моль/л.
Равновесная концентрация вещества находится как разность между исходной и прореагировавшей (c_равн = c_исх − Δc).
Отсюда исходная концентрация (X):
X = c_исх(SO₂) = c_равн(SO₂) + Δc(SO₂) = 0,2 моль/л + 0,6 моль/л = 0,8 моль/л.
Это соответствует варианту ответа №6.

Таким образом, X = 0,8 моль/л (6), Y = 0,6 моль/л (4).

Ответ: А → 6, Б → 4.

Источник: ФИПИ

НазадЗадание №23Далее