Задание №23 — Теоретические основы химии

Задание №23

В реактор постоянного объёма поместили оксид углерода(IV) и нагрели. В результате протекания обратимой реакции в реакционной системе

2CO_2(г) $\overset{ }{\rightleftarrows}$ 2CO_(г) + О_2(г)

установилось химическое равновесие.

Используя данные, приведённые в таблице, определите равновесную концентрацию CO (X) и равновесную концентрацию O₂ (Y).

Реагент	CO₂	CO	O₂
Исходная концентрация, моль/л	0,23
Равновесная концентрация, моль/л	0,15

Выберите из списка номера правильных ответов.

1)	0,02 моль/л
2)	0,04 моль/л
3)	0,08 моль/л
4)	0,15 моль/л
5)	0,20 моль/л
6)	0,30 моль/л

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

Для решения задачи проанализируем уравнение обратимой реакции:
2CO₂(г) ⇄ 2CO(г) + O₂(г)

1. Определим изменение концентрации исходного вещества CO₂.
По условию, исходная концентрация CO₂ составляла 0,23 моль/л, а равновесная — 0,15 моль/л. Значит, в ходе реакции израсходовалось (вступило в реакцию):
Δc(CO₂) = c_исх(CO₂) – c_равн(CO₂) = 0,23 моль/л – 0,15 моль/л = 0,08 моль/л.

2. Найдем равновесную концентрацию CO (X).
В начале реакции в реакторе находился только оксид углерода(IV), значит, исходные концентрации продуктов (CO и O₂) равны 0 моль/л.
Согласно уравнению реакции, из 2 моль CO₂ образуется 2 моль CO. Коэффициенты перед этими веществами одинаковы (2:2 или 1:1), следовательно, количество образовавшегося CO равно количеству прореагировавшего CO₂:
Δc(CO) = Δc(CO₂) = 0,08 моль/л.
Так как исходная концентрация CO была равна 0, то его равновесная концентрация (X) составит:
X = 0 + 0,08 моль/л = 0,08 моль/л.
Это соответствует варианту ответа №3.

3. Найдем равновесную концентрацию O₂ (Y).
Согласно уравнению реакции, из 2 моль CO₂ образуется 1 моль O₂. То есть кислорода образуется в 2 раза меньше, чем расходуется углекислого газа:
Δc(O₂) = 1/2 * Δc(CO₂) = 0,08 моль/л / 2 = 0,04 моль/л.
Так как исходная концентрация O₂ была равна 0, то его равновесная концентрация (Y) составит:
Y = 0 + 0,04 моль/л = 0,04 моль/л.
Это соответствует варианту ответа №2.

Ответ: А → 3, Б → 2.

Источник: ФИПИ

НазадЗадание №23Далее