Question

В реактор постоянного объёма поместили некоторое количество метана и водяного пара. Исходная концентрация метана составляла 2,8 моль/л. В результате протекания обратимой реакции:

$$\ce{CH4(g) + H2O(g) <=> CO(g) + 3H2(g)}$$

установилось химическое равновесие. Равновесные концентрации метана и водяного пара составили 2,0 моль/л и 2,2 моль/л соответственно.

Определите равновесную концентрацию $\ce{H2}$ (X) и исходную концентрацию водяного пара (Y). Выберите из списка номера правильных ответов:

1) 0,8 моль/л
2) 1,4 моль/л
3) 2,4 моль/л
4) 3,0 моль/л
5) 6,0 моль/л
6) 6,6 моль/л

Accepted Answer

34

Answer

Идея решения: найти количество прореагировавшего метана, затем по стехиометрии определить образовавшийся водород и исходную концентрацию воды.

По условию в начале реакции присутствовали только метан и водяной пар, поэтому исходные концентрации $\ce{CO}$ и $\ce{H2}$ равны нулю.

Из уравнения реакции видно, что на 1 моль $\ce{CH4}$ и 1 моль $\ce{H2O}$ образуется 1 моль $\ce{CO}$ и 3 моля $\ce{H2}$.

Количество прореагировавшего метана:
$$\Delta[\ce{CH4}] = 2{,}8 - 2{,}0 = 0{,}8 	ext{ моль/л}$$

По стехиометрии реакции на 0,8 моль/л израсходованного метана образуется:
$$[\ce{H2}]_{	ext{равн}} = 3 	imes 0{,}8 = 2{,}4 	ext{ моль/л}$$

Количество израсходованной воды равно количеству израсходованного метана (коэффициенты 1:1):
$$\Delta[\ce{H2O}] = 0{,}8 	ext{ моль/л}$$

Исходная концентрация водяного пара:
$$[\ce{H2O}]_{	ext{исх}} = 2{,}2 + 0{,}8 = 3{,}0 	ext{ моль/л}$$

Задание №23Расчётные задачиЕГЭ по химии