Задание №23 — Теоретические основы химии

Задание №23

В реактор постоянного объёма поместили пары́ брома и хлор. При этом исходные концентрации брома и хлора составляли 0,05 моль/л и 0,09 моль/л соответственно. В результате протекания обратимой реакции

Br_2(г) + Cl_2(г) $\overset{ }{\rightleftarrows}$ 2BrCl_(г)

в реакционной системе установилось химическое равновесие, при котором концентрация брома составила 0,04 моль/л. Определите равновесную концентрацию хлора (X) и равновесную концентрацию хлорида брома(I) (Y).

Выберите из списка номера правильных ответов:

1)	0,01 моль/л
2)	0,02 моль/л
3)	0,04 моль/л
4)	0,06 моль/л
5)	0,07 моль/л
6)	0,08 моль/л

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

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

Уравнение реакции: Br₂(г) + Cl₂(г) ⇄ 2BrCl(г)

Шаг 1. Анализируем изменение концентрации брома (Br₂).
Нам известна исходная концентрация брома: [Br₂]_исх = 0,05 моль/л.
Нам известна равновесная концентрация брома: [Br₂]_равн = 0,04 моль/л.
Следовательно, в ходе реакции вступило в реакцию (прореагировало):
Δc(Br₂) = [Br₂]_исх − [Br₂]_равн = 0,05 моль/л − 0,04 моль/л = 0,01 моль/л.

Шаг 2. Находим изменение концентраций остальных веществ по уравнению реакции.
Согласно уравнению реакции, вещества реагируют в мольных соотношениях, равных их коэффициентам:
n(Br₂) : n(Cl₂) : n(BrCl) = 1 : 1 : 2.
Это значит, что если прореагировало 0,01 моль/л брома, то:
1) Хлора (Cl₂) прореагировало столько же: Δc(Cl₂) = Δc(Br₂) = 0,01 моль/л.
2) Хлорида брома (BrCl) образовалось в 2 раза больше: Δc(BrCl) = 2 * Δc(Br₂) = 2 * 0,01 моль/л = 0,02 моль/л.

Шаг 3. Определяем равновесную концентрацию хлора (X).
Равновесная концентрация реагента равна разности между исходной концентрацией и той, что вступила в реакцию:
[Cl₂]_равн = [Cl₂]_исх − Δc(Cl₂) = 0,09 моль/л − 0,01 моль/л = 0,08 моль/л.
Это соответствует варианту ответа №6.

Шаг 4. Определяем равновесную концентрацию хлорида брома (Y).
Так как в условии не сказано, что хлорид брома был в реакторе изначально, его исходная концентрация равна 0 моль/л. Равновесная концентрация продукта равна количеству образовавшегося вещества:
[BrCl]_равн = [BrCl]_исх + Δc(BrCl) = 0 моль/л + 0,02 моль/л = 0,02 моль/л.
Это соответствует варианту ответа №2.

Ответ: X — 6 (0,08 моль/л), Y — 2 (0,02 моль/л). А → 6, Б → 2.

Источник: ФИПИ

НазадЗадание №23Далее