Задание №23 — Теоретические основы химии

Задание №23

В реактор постоянного объёма поместили оксид углерода(II) и водяной пар. При этом концентрации оксида углерода(II) и паров воды составляли 0,07 моль/л и 0,08 моль/л соответственно.

В результате протекания обратимой реакции

CO_(г) + H₂О_(г) $\overset{ }{\rightleftarrows}$ CO_2(г) + H_2(г)

в реакционной системе установилось химическое равновесие, при котором концентрация паров воды составила 0,05 моль/л.

Определите равновесную концентрацию CO (X) и равновесную концентрацию CO₂ (Y).

Выберите из списка номера правильных ответов.

1)	0,01 моль/л
2)	0,02 моль/л
3)	0,03 моль/л
4)	0,04 моль/л
5)	0,05 моль/л
6)	0,06 моль/л

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

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

Уравнение реакции: CO (г) + H₂O (г) ⇄ CO₂ (г) + H₂ (г)

1. Анализируем изменение концентрации воды (H₂O).
Исходная концентрация воды [H₂O]_исх = 0,08 моль/л.
Равновесная концентрация воды [H₂O]_равн = 0,05 моль/л.
Следовательно, в ходе реакции вступило во взаимодействие (прореагировало):
Δc(H₂O) = 0,08 моль/л − 0,05 моль/л = 0,03 моль/л.

2. Определяем изменения концентраций остальных веществ.
Согласно уравнению реакции, коэффициенты перед всеми веществами равны 1. Это значит, что вещества реагируют и образуются в мольных соотношениях 1 : 1 : 1 : 1.
Значит, если прореагировало 0,03 моль/л воды, то:
- прореагировало столько же оксида углерода(II): Δc(CO) = 0,03 моль/л;
- образовалось столько же углекислого газа: Δc(CO₂) = 0,03 моль/л;
- образовалось столько же водорода: Δc(H₂) = 0,03 моль/л.

3. Находим равновесную концентрацию CO (X).
Равновесная концентрация исходного вещества равна разности между его начальной концентрацией и концентрацией того количества, которое вступило в реакцию.
[CO]_равн = [CO]_исх − Δc(CO) = 0,07 моль/л − 0,03 моль/л = 0,04 моль/л.
Это соответствует варианту ответа №4.

4. Находим равновесную концентрацию CO₂ (Y).
Поскольку в условии сказано, что в реактор поместили только CO и водяной пар, исходная концентрация продуктов (CO₂ и H₂) была равна 0.
Равновесная концентрация продукта равна сумме его начальной концентрации и концентрации того количества, которое образовалось в ходе реакции.
[CO₂]_равн = [CO₂]_исх + Δc(CO₂) = 0 моль/л + 0,03 моль/л = 0,03 моль/л.
Это соответствует варианту ответа №3.

Ответ: X — 4 (0,04 моль/л), Y — 3 (0,03 моль/л).

Источник: ФИПИ

НазадЗадание №23Далее