Задание №23 — Теоретические основы химии

Задание №23

В реактор постоянного объёма поместили оксид азота(II) и хлор. При этом исходные концентрации оксида азота(II) и хлора составляли 0,30 моль/л
и 0,15 моль/л соответственно. В результате протекания обратимой реакции

2NO_(г) + Cl_2(г) $\overset{ }{\rightleftarrows}$ 2NOCl_(г)

в реакционной системе установилось химическое равновесие, при котором концентрация хлора составила 0,10 моль/л. Определите равновесные концентрации оксида азота(II) (X) и NOCl (Y).

Выберите из списка номера правильных ответов:

1)	0,05 моль/л
2)	0,10 моль/л
3)	0,15 моль/л
4)	0,20 моль/л
5)	0,30 моль/л
6)	0,40 моль/л

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

Для решения задач на химическое равновесие удобнее всего составить таблицу, в которой будут отражены исходные концентрации веществ, их изменение в ходе реакции и равновесные концентрации.

Уравнение реакции: 2NO (г) + Cl₂ (г) ⇄ 2NOCl (г)

1) Анализируем изменение концентрации хлора (Cl₂).
Исходная концентрация хлора C_исх(Cl₂) = 0,15 моль/л.
Равновесная концентрация хлора C_равн(Cl₂) = 0,10 моль/л.
Значит, в ходе реакции вступило в химическое взаимодействие (прореагировало):
ΔC(Cl₂) = 0,15 моль/л − 0,10 моль/л = 0,05 моль/л.

2) Определяем изменение концентраций остальных веществ по уравнению реакции.
Согласно коэффициентам в уравнении (2 : 1 : 2):
- На 1 моль прореагировавшего Cl₂ расходуется 2 моля NO.
- На 1 моль прореагировавшего Cl₂ образуется 2 моля NOCl.
Следовательно:
ΔC(NO) = 2 * ΔC(Cl₂) = 2 * 0,05 моль/л = 0,10 моль/л (столько NO израсходовалось).
ΔC(NOCl) = 2 * ΔC(Cl₂) = 2 * 0,05 моль/л = 0,10 моль/л (столько NOCl образовалось).

3) Находим равновесную концентрацию NO (X).
Равновесная концентрация исходного вещества равна разности между исходной концентрацией и той, что вступила в реакцию:
X = C_равн(NO) = C_исх(NO) − ΔC(NO) = 0,30 моль/л − 0,10 моль/л = 0,20 моль/л.
Это соответствует варианту ответа №4.

4) Находим равновесную концентрацию NOCl (Y).
Так как изначально NOCl в реакторе не было (его концентрация была 0), его равновесная концентрация равна количеству образовавшегося вещества:
Y = C_равн(NOCl) = 0 + ΔC(NOCl) = 0,10 моль/л.
Это соответствует варианту ответа №2.

Ответ: X = 0,20 моль/л (4), Y = 0,10 моль/л (2). А → 4, Б → 2.

Источник: ФИПИ

НазадЗадание №23Далее