Химическое равновесие
Я должен решить задачу по химии. Заранее в закрытом сосуде объемом V = 0,05 м3 находится 2 моля вещества А и 12 молей
Я должен решить задачу по химии. Заранее в закрытом сосуде объемом V = 0,05 м3 находится 2 моля вещества А и 12 молей вещества В. В результате химической реакции А + 4В = 1/2С установилось равновесие. При этом общее давление P0 в системе составило 4,51×105 Па. Я должен вычислить равновесные концентрации всех реагентов и величину константы равновесия.
09.12.2023 12:10
Написать свой ответ:
Инструкция: В химии равновесие достигается, когда скорость прямой реакции (превращение А и В в С) становится равной скорости обратной реакции (превращение С обратно в А и В). При равновесии концентрации всех реагентов и продуктов остаются постоянными.
Для решения данной задачи вычислим равновесные концентрации каждого реагента и константу равновесия.
Сначала найдем количество вещества С, используя мольные соотношения реакции: А + 4В = 1/2С.
Из условия задачи известно, что в начальном состоянии было 2 моля А и 12 молей В. Следовательно, после реакции количество С будет равно 1/2 * 2 = 1 моль.
Затем найдем объем сосуда, используя уравнение состояния идеального газа P * V = n * R * T.
Подставим известные значения: P0 = 4,51×10^5 Па, V = 0,05 м^3, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах. Так как температура не указана, предположим, что она остается постоянной.
Решив уравнение относительно T, находим T = P0 * V / (n * R) = 4,51×10^5 * 0,05 / (2 + 12) * 8,314 ≈ 1200 К.
Теперь вычислим равновесные концентрации реагентов, используя уравнение состояния идеального газа для каждого компонента.
Для А: C(A) = n(A) / V = 2 / 0,05 = 40 моль/м^3.
Для В: C(B) = n(B) / V = 12 / 0,05 = 240 моль/м^3.
Для С: C(C) = n(C) / V = 1 / 0,05 = 20 моль/м^3.
Наконец, вычислим величину константы равновесия (K) с использованием равенства: K = (C(C) / (C(A) * C(B)^4).
Подставим известные значения: K = (20 / (40 * 240^4)) ≈ 3,51*10^-11.
Дополнительный материал:
Вычислите равновесные концентрации веществ А, В и С и величину константы равновесия для следующей реакции: А + 2В = С.
Известно, что начальные концентрации А и В равны соответственно 0,2 М и 0,1 М.
Совет: Чтобы лучше понять и запомнить концепцию химического равновесия, изучите принцип Ле Шателье и практикуйтесь в решении различных задач по химическому равновесию.
Задача для проверки:
Найдите равновесные концентрации и величину константы равновесия для следующей реакции: 3А + 2В = 2С.
Известно, что начальные концентрации А и В равны соответственно 0,1 М и 0,2 М. (Подсказка: используйте мольные соотношения реакции и уравнение состояния идеального газа.)