Задание №23 — Теоретические основы химии

Задание №23

В реактор постоянного объёма поместили оксид азота(I) и водород. При этом исходная концентрация водорода составляла 0,06 моль/л. В результате протекания обратимой реакции

N₂O_(г) + 4H_2(г) $\overset{ }{\rightleftarrows}$ 2NH_3(г)+ H₂O_(г)

в реакционной системе установилось химическое равновесие, при котором концентрации оксида азота(I) и аммиака составили 0,02 моль/л и 0,01 моль/л соответственно. Определите исходную концентрацию оксида азота(I) (X) иравновесную концентрацию водорода (Y).

Выберите из списка номера правильных ответов:

1)	0,005 моль/л
2)	0,020 моль/л
3)	0,025 моль/л
4)	0,030 моль/л
5)	0,040 моль/л
6)	0,050 моль/л

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

Для решения задач на химическое равновесие удобно составить таблицу концентраций (исходная, изменившаяся в ходе реакции и равновесная) для каждого участника процесса. Уравнение реакции:
N₂O (г) + 4H₂ (г) ⇄ 2NH₃ (г) + H₂O (г)

1. Анализируем данные по аммиаку (NH₃).
В начале реакции в системе были только реагенты (N₂O и H₂), значит, исходная концентрация аммиака C_исх(NH₃) = 0 моль/л.
По условию, равновесная концентрация аммиака C_равн(NH₃) = 0,01 моль/л.
Следовательно, в ходе реакции образовалось: ΔC(NH₃) = 0,01 - 0 = 0,01 моль/л.

2. Рассчитываем изменение концентраций остальных веществ (ΔC).
Изменение концентраций веществ пропорционально их стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции.
Для N₂O: ΔC(N₂O) = 1/2 * ΔC(NH₃) = 1/2 * 0,01 моль/л = 0,005 моль/л (столько N₂O вступило в реакцию).
Для H₂: ΔC(H₂) = 4/2 * ΔC(NH₃) = 2 * 0,01 моль/л = 0,02 моль/л (столько H₂ вступило в реакцию).

3. Находим исходную концентрацию оксида азота(I) (X).
Для исходных веществ: C_исх = C_равн + ΔC (так как часть вещества израсходовалась).
По условию C_равн(N₂O) = 0,02 моль/л.
X = C_исх(N₂O) = 0,02 моль/л + 0,005 моль/л = 0,025 моль/л.
Это соответствует варианту 3.

4. Находим равновесную концентрацию водорода (Y).
Для исходных веществ: C_равн = C_исх - ΔC.
По условию C_исх(H₂) = 0,06 моль/л.
Y = C_равн(H₂) = 0,06 моль/л - 0,02 моль/л = 0,04 моль/л.
Это соответствует варианту 5.

Ответ: X — 3, Y — 5.

Источник: ФИПИ

НазадЗадание №23Далее