Задание №23 — Теоретические основы химии

Задание №23

В реактор постоянного объёма поместили кислород и азот и подвергли действию электрического тока. В результате протекания обратимой реакции

N_2(г) + О_2(г) $\overset{ }{\rightleftarrows}$ 2NO_(г)

в реакционной системе установилось химическое равновесие.

Используя данные, приведённые в таблице, определите исходную концентрацию N₂ (X) и равновесную концентрацию O₂ (Y).

Реагент	N₂	O₂	NO
Исходная концентрация, моль/л		0,4
Равновесная концентрация, моль/л	0,3		0,2

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 задач на химическое равновесие удобно использовать таблицу, в которой фиксируются исходные концентрации веществ, изменения их концентраций в ходе реакции и равновесные концентрации.

Уравнение реакции: N₂(г) + O₂(г) ⇄ 2NO(г)

1. Анализируем данные по оксиду азота(II) — NO.
В условии не сказано, что NO был в реакторе изначально, значит, его исходная концентрация c_исх(NO) = 0 моль/л.
Равновесная концентрация NO по таблице составляет 0,2 моль/л.
Следовательно, в ходе реакции образовалось: Δc(NO) = 0,2 - 0 = 0,2 моль/л.

2. Рассчитываем изменение концентраций азота и кислорода.
Согласно уравнению реакции, из 1 моль N₂ и 1 моль O₂ образуется 2 моль NO. То есть азота и кислорода расходуется в 2 раза меньше, чем получается оксида азота.
Δc(N₂) = Δc(NO) / 2 = 0,2 моль/л / 2 = 0,1 моль/л.
Δc(O₂) = Δc(NO) / 2 = 0,2 моль/л / 2 = 0,1 моль/л.

3. Находим исходную концентрацию азота (X).
Равновесная концентрация азота c_равн(N₂) = 0,3 моль/л. Азот — это исходное вещество, он расходовался. Значит, его исходная концентрация была больше равновесной на величину прореагировавшего азота:
X = c_исх(N₂) = c_равн(N₂) + Δc(N₂) = 0,3 моль/л + 0,1 моль/л = 0,4 моль/л.
Это соответствует варианту ответа №4.

4. Находим равновесную концентрацию кислорода (Y).
Исходная концентрация кислорода c_исх(O₂) = 0,4 моль/л. Кислород расходовался в ходе реакции.
Y = c_равн(O₂) = c_исх(O₂) - Δc(O₂) = 0,4 моль/л - 0,1 моль/л = 0,3 моль/л.
Это соответствует варианту ответа №3.

Ответ: X = 0,4 моль/л (4), Y = 0,3 моль/л (3). А → 4, Б → 3.

Источник: ФИПИ

НазадЗадание №23Далее