Задание №23 — Теоретические основы химии

Задание №23

В реактор постоянного объёма поместили этин и водород. При этом исходная концентрация этина составляла 0,7 моль/л. В результате протекания обратимой реакции

C₂H_2(г) + 2H_2(г) $\overset{ }{\rightleftarrows}$ C₂H₆_(г)

в реакционной системе установилось химическое равновесие, при котором концентрации H₂ и C₂H₆ составили 1,0 моль/л и 0,4 моль/л соответственно. Определите равновесную концентрацию этина (X) и исходную концентрацию водорода (Y).

Выберите из списка номера правильных ответов:

1)	0,2 моль/л
2)	0,3 моль/л
3)	0,4 моль/л
4)	0,8 моль/л
5)	1,2 моль/л
6)	1,8 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:
C₂H₂(г) + 2H₂(г) ⇄ C₂H₆(г)

Шаг 1. Анализируем изменение концентрации продукта (этана).
По условию, в реактор поместили только этин и водород. Это значит, что исходная концентрация этана C₂H₆ была равна 0 моль/л.
Равновесная концентрация C₂H₆ составила 0,4 моль/л.
Следовательно, в ходе реакции образовалось:
Δc(C₂H₆) = 0,4 моль/л - 0 моль/л = 0,4 моль/л.

Шаг 2. Определяем изменение концентраций реагентов по уравнению реакции.
Согласно уравнению реакции, на образование 1 моль C₂H₆ расходуется 1 моль C₂H₂ и 2 моля H₂.
Вычислим, сколько реагентов вступило в реакцию:
Δc(C₂H₂) = Δc(C₂H₆) = 0,4 моль/л (так как коэффициенты 1:1).
Δc(H₂) = 2 * Δc(C₂H₆) = 2 * 0,4 моль/л = 0,8 моль/л (так как коэффициент перед водородом в 2 раза больше).

Шаг 3. Находим равновесную концентрацию этина (X).
Равновесная концентрация — это то, что осталось от исходного количества после протекания реакции.
c_исх(C₂H₂) = 0,7 моль/л (по условию).
c_равн(C₂H₂) = c_исх(C₂H₂) - Δc(C₂H₂) = 0,7 моль/л - 0,4 моль/л = 0,3 моль/л.
Это соответствует варианту ответа №2.

Шаг 4. Находим исходную концентрацию водорода (Y).
Исходная концентрация — это сумма того, что осталось в равновесии, и того, что израсходовалось.
c_равн(H₂) = 1,0 моль/л (по условию).
c_исх(H₂) = c_равн(H₂) + Δc(H₂) = 1,0 моль/л + 0,8 моль/л = 1,8 моль/л.
Это соответствует варианту ответа №6.

Ответ: А → 2, Б → 6.

Источник: ФИПИ

НазадЗадание №23Далее