Задание №23 — Теоретические основы химии

Задание №23

В реактор постоянного объёма поместили водород и пары́ брома. В результате протекания обратимой реакции

H_2(г) + Br_2(г) $\overset{ }{\rightleftarrows}$ 2HBr_(г)

в реакционной системе установилось химическое равновесие, при котором концентрации водорода, брома и бромоводорода составили 0,36моль/л, 0,88моль/л и 0,24моль/л соответственно. Определите исходную концентрацию водорода (X) и исходную концентрацию брома (Y).

Выберите из списка номера правильных ответов:

1)	0,72 моль/л
2)	0,16 моль/л
3)	0,24 моль/л
4)	0,28 моль/л
5)	0,48 моль/л
6)	1,00 моль/л

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

Для решения задач на химическое равновесие удобно использовать метод материального баланса, анализируя три состояния системы: исходные концентрации, изменение концентраций в ходе реакции и равновесные концентрации.

1. Запишем уравнение химической реакции:
H₂(г) + Br₂(г) ⇄ 2HBr(г)

2. Проанализируем данные по продукту реакции — бромоводороду (HBr).
По условию, в реактор поместили только водород и пары брома. Это значит, что исходная концентрация HBr была равна 0 моль/л.
Равновесная концентрация HBr составляет 0,24 моль/л.
Следовательно, в ходе реакции образовалось: Δc(HBr) = 0,24 - 0 = 0,24 моль/л.

3. Рассчитаем изменение концентраций реагентов (водорода и брома) на основании стехиометрических коэффициентов уравнения реакции.
Согласно уравнению, на образование 2 моль HBr расходуется 1 моль H₂ и 1 моль Br₂.
Значит, на образование 0,24 моль/л HBr потребовалось:
Δc(H₂) = 1/2 * Δc(HBr) = 0,24 моль/л / 2 = 0,12 моль/л;
Δc(Br₂) = 1/2 * Δc(HBr) = 0,24 моль/л / 2 = 0,12 моль/л.

4. Определим исходную концентрацию водорода (X).
Исходная концентрация равна сумме равновесной концентрации и той части вещества, которая вступила в реакцию:
c_исх(H₂) = c_равн(H₂) + Δc(H₂)
X = 0,36 моль/л + 0,12 моль/л = 0,48 моль/л.
Это соответствует варианту ответа №5.

5. Определим исходную концентрацию брома (Y).
Аналогично для брома:
c_исх(Br₂) = c_равн(Br₂) + Δc(Br₂)
Y = 0,88 моль/л + 0,12 моль/л = 1,00 моль/л.
Это соответствует варианту ответа №6.

Ответ: А → 5, Б → 6.

Источник: ФИПИ

НазадЗадание №23Далее