Question

В реактор постоянного объёма поместили оксид азота(IV), водяной пар и кислород. Исходные концентрации оксида азота(IV) и воды составляли 0,16 моль/л и 0,48 моль/л соответственно. В результате протекания обратимой реакции:

$$\ce{4NO2(g) + 2H2O(g) + O2(g) <=> 4HNO3(g)}$$

в системе установилось химическое равновесие, при котором концентрация воды составила 0,41 моль/л. Определите равновесные концентрации оксида азота(IV) (X) и азотной кислоты (Y). Выберите из списка номера правильных ответов.

1) 0,02 моль/л
2) 0,07 моль/л
3) 0,09 моль/л
4) 0,14 моль/л
5) 0,23 моль/л
6) 0,30 моль/л

Accepted Answer

14

Answer

Идея решения: найти изменение концентраций через стехиометрию реакции, используя известное изменение концентрации воды.

Исходно в реакторе присутствовали только реагенты; концентрация $\ce{HNO3}$ равна нулю.

Из уравнения реакции видно, что на 2 моля воды расходуется 4 моля $\ce{NO2}$ и образуется 4 моля $\ce{HNO3}$.

Вода прореагировала в количестве:
$$\Delta c(\ce{H2O}) = 0{,}48 - 0{,}41 = 0{,}07 	ext{ моль/л}$$

По стехиометрии (соотношение 4:2:4 для $\ce{NO2}$:$\ce{H2O}$:$\ce{HNO3}$):
- израсходовано $\ce{NO2}$: $\frac{4}{2} 	imes 0{,}07 = 0{,}14$ моль/л
- образовано $\ce{HNO3}$: $\frac{4}{2} 	imes 0{,}07 = 0{,}14$ моль/л

Равновесная концентрация $\ce{NO2}$:
$$c_{	ext{равн}}(\ce{NO2}) = 0{,}16 - 0{,}14 = 0{,}02 	ext{ моль/л}$$

Равновесная концентрация $\ce{HNO3}$:
$$c_{	ext{равн}}(\ce{HNO3}) = 0 + 0{,}14 = 0{,}14 	ext{ моль/л}$$

Задание №23Расчётные задачиЕГЭ по химии