Question

В реактор постоянного объёма поместили метан и углекислый газ. Исходная концентрация углекислого газа составляла 0,5 моль/л. В результате протекания обратимой реакции:

$$\ce{CH4(g) + CO2(g) <=> 2CO(g) + 2H2(g)}$$

установилось химическое равновесие, при котором концентрации метана и углекислого газа составили 0,1 моль/л и 0,2 моль/л соответственно. Определите исходную концентрацию $\ce{CH4}$ (X) и равновесную концентрацию $\ce{H2}$ (Y). Выберите из списка номера правильных ответов.

1) 0,1 моль/л
2) 0,2 моль/л
3) 0,3 моль/л
4) 0,4 моль/л
5) 0,5 моль/л
6) 0,6 моль/л

Accepted Answer

46

Answer

Идея решения: по изменению концентраций реагентов найти количество прореагировавших веществ, затем вычислить исходную концентрацию метана и равновесную концентрацию водорода.

Согласно условию, в начальный момент в реакторе находились только $\ce{CH4}$ и $\ce{CO2}$, поэтому исходные концентрации $\ce{CO}$ и $\ce{H2}$ равны нулю.

Из стехиометрии реакции: на 1 моль $\ce{CH4}$ и 1 моль $\ce{CO2}$ образуется 2 моль $\ce{CO}$ и 2 моль $\ce{H2}$.

Найдём, сколько углекислого газа прореагировало:

$$\Delta[\ce{CO2}] = 0{,}5 - 0{,}2 = 0{,}3 	ext{ моль/л}$$

По стехиометрии, метана также прореагировало 0,3 моль/л. Тогда равновесная концентрация водорода:

$$[\ce{H2}]_{	ext{равн}} = 2 	imes 0{,}3 = 0{,}6 	ext{ моль/л}$$

Исходная концентрация метана:

$$[\ce{CH4}]_{	ext{исх}} = 0{,}1 + 0{,}3 = 0{,}4 	ext{ моль/л}$$

Задание №23Расчётные задачиЕГЭ по химии