Расчёты параметров равновесной реакции
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В реактор объёмом 2 л поместили аммиак, азот и водород общим объёмом 44,2 л.
В результате протекания обратимой реакции
N2 (г) + 3 H2 (г) ⇆ 2 NH3 (г)
в реакционной системе установилось равновесие.
Используя данные, приведённые в таблице, определите равновесную
концентрацию (моль/л) азота (Х) и исходную концентрацию (моль/л) водорода (Y)
Реагент | N2 | H2 | NH3 |
Исходная объёмная доля (φ) | 1/4 | 1/2 | |
Равновесная объёмная доля (φ) | 4/11 | 4/11 |
Выберите из списка номера правильных ответов
1) 0,25 моль/л
2) 0,30 моль/л
3) 0,35 моль/л
4) 0,40 моль/л
5) 0,45 моль/л
Объёмная доля вещества - это отношение его объёма к общему объёму рассматриваемой системы. Для начала можно сократить на 2
объём веществ (и сразу для удобства перевести его в моли - 2 моль) и объём реактора, концентрации веществ останутся прежними.
Итак, у нас 1 моль веществ в 1 литре реактора. Аммиака в нём 0,5 моль/л, для удобства можно литры опустить. Также можно сразу определить исходные количества всех веществ, это будет по 0,25 моль азота и водорода. В ходе реакции объёмная доля аммиака падает, значит он расходуется с образованием азота и водорода. Тут очень важно заметить, что суммарный объём газов возрастает - из 1 моль аммиака может образоваться 0,5 моль азота и 1,5 моль водорода (по коэффициентам). Рассчитаем, как меняется объём смеси при расходовании произвольного количества аммиака (можно взять 1 моль расходуемого! аммиака). Как уже выше мы записали, продуктов будет образовываться 2 моль, минус 1 моль расходуемого аммиака - суммарно +1 моль веществ в смеси. То есть в ходе разложения аммиака объём смеси возрастает на объём разложившегося аммиака. Пусть аммиака разложилось х моль, тогда объём смеси станет 1 + х моль, а количество аммиака в соответствии с мольной долей 4/11*(1-х). Заметим, что у водорода после реакции такая же доля, а значит и количество вещества такое же. Выразим количество водорода через количество прореагировавшего аммиака: 0,25 + 3/2*х моль. Решим уравнение 4/11*(1-х) = 0,25 + 1,5х; х = 0,1 моль.
Значит азота и водорода в полученной смеси будет соответственно 0,2 + 1/2*0,1 = 0,3 моль и 0,4 моль. Ну и поскольку мы сократили в начале
количества веществ и объём на 2, то концентрации получаются численно равны количествам.
Специальные программы

Программа
лояльности v2.0
Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!
Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение
Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты
Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей
Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ
Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!