Задание №23 — Теоретические основы химии

Задание №23

В реактор постоянного объёма поместили аммиак. В результате протекания обратимой реакции

2NH_3(г) $\overset{ }{\rightleftarrows}$ N_2(г) + 3H_2(г)

в реакционной системе установилось химическое равновесие, при котором концентрации аммиака и азота составили 0,6 моль/л и 0,1 моль/л соответственно. Определите исходную концентрацию аммиака (X)
и равновесную концентрацию водорода (Y).

Выберите из списка номера правильных ответов:

1)	0,1 моль/л
2)	0,2 моль/л
3)	0,3 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, их изменение в ходе реакции и равновесные концентрации. Уравнение реакции: 2NH₃(г) ⇄ N₂(г) + 3H₂(г).

1. Анализируем начальные условия.
В реактор поместили только аммиак (NH₃). Это означает, что исходные концентрации продуктов реакции — азота (N₂) и водорода (H₂) — равны 0 моль/л.
C_исх(N₂) = 0 моль/л
C_исх(H₂) = 0 моль/л

2. Находим изменение концентрации азота.
По условию, равновесная концентрация азота C_равн(N₂) = 0,1 моль/л.
Так как изначально его не было, значит, в ходе реакции образовалось 0,1 моль/л азота.
ΔC(N₂) = 0,1 моль/л.

3. Рассчитываем изменения концентраций остальных веществ по уравнению реакции.
Согласно коэффициентам в уравнении (2 : 1 : 3):
— На образование 1 моль N₂ расходуется 2 моль NH₃. Значит, ΔC(NH₃) = 2 * ΔC(N₂) = 2 * 0,1 моль/л = 0,2 моль/л.
— На образование 1 моль N₂ образуется 3 моль H₂. Значит, ΔC(H₂) = 3 * ΔC(N₂) = 3 * 0,1 моль/л = 0,3 моль/л.

4. Определяем равновесную концентрацию водорода (Y).
Так как исходная концентрация водорода была равна 0, то его равновесная концентрация равна количеству образовавшегося вещества:
C_равн(H₂) = C_исх(H₂) + ΔC(H₂) = 0 + 0,3 = 0,3 моль/л.
Это соответствует варианту 3.

5. Определяем исходную концентрацию аммиака (X).
Равновесная концентрация аммиака C_равн(NH₃) = 0,6 моль/л (по условию).
Поскольку аммиак расходовался, его исходная концентрация была больше равновесной на величину изменения:
C_исх(NH₃) = C_равн(NH₃) + ΔC(NH₃) = 0,6 + 0,2 = 0,8 моль/л.
Это соответствует варианту 6.

Ответ: X = 6 (0,8 моль/л), Y = 3 (0,3 моль/л).

Источник: ФИПИ

НазадЗадание №23Далее