Задание №23 — Теоретические основы химии

Задание №23

В реактор постоянного объёма поместили аммиак и нагрели. В результате протекания обратимой реакции в реакционной системе

2NH_3(г) $\overset{ }{\rightleftarrows}$ N_{2 (г)} + 3H_{2 (г)}

установилось химическое равновесие.

Используя данные, приведенные в таблице, определите равновесную концентрацию NH₃ (X) и равновесную концентрацию H₂ (Y).

Реагент	NH₃	N₂	H₂
Исходная концентрация (моль/л)	0,7
Равновесная концентрация (моль/л)		0,1

Выберите из списка номера правильных ответов:

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

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

Для решения задачи проанализируем уравнение химической реакции и изменение концентраций веществ в системе:
2NH₃(г) ⇄ N₂(г) + 3H₂(г)

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

2) Находим изменение концентрации азота (N₂).
Из таблицы известно, что равновесная концентрация азота C_равн(N₂) = 0,1 моль/л. Так как изначально его не было, значит, в ходе реакции образовалось:
ΔC(N₂) = C_равн(N₂) − C_исх(N₂) = 0,1 моль/л − 0 моль/л = 0,1 моль/л.

3) Находим изменение 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 получается 3 моль H₂. Значит, ΔC(H₂) = 3 * ΔC(N₂) = 3 * 0,1 моль/л = 0,3 моль/л.

4) Определяем равновесную концентрацию аммиака (X).
Аммиак — это исходное вещество, его концентрация в ходе реакции уменьшается:
X = C_равн(NH₃) = C_исх(NH₃) − ΔC(NH₃) = 0,7 моль/л − 0,2 моль/л = 0,5 моль/л.
Этому значению соответствует вариант №5.

5) Определяем равновесную концентрацию водорода (Y).
Водород — это продукт реакции, его концентрация увеличивается от нуля:
Y = C_равн(H₂) = C_исх(H₂) + ΔC(H₂) = 0 моль/л + 0,3 моль/л = 0,3 моль/л.
Этому значению соответствует вариант №3.

Ответ: X = 0,5 моль/л (5), Y = 0,3 моль/л (3). А → 5, Б → 3.

Источник: ФИПИ

НазадЗадание №23Далее