Question

В реактор постоянного объёма поместили угарный газ и водород. Исходная концентрация водорода составляла 1,2 моль/л. В результате протекания обратимой реакции:

$$\ce{CO_{(г)} + 3H2_{(г)} <=> CH4_{(г)} + H2O_{(г)}}$$

установилось химическое равновесие, при котором концентрации угарного газа и водорода стали равны 0,2 моль/л и 0,3 моль/л соответственно.

Определите исходную концентрацию $\ce{CO}$ (X) и равновесную концентрацию $\ce{CH4}$ (Y). Выберите из списка номера правильных ответов:

1) 0 моль/л
2) 0,3 моль/л
3) 0,9 моль/л
4) 0,5 моль/л
5) 1,2 моль/л
6) 0,6 моль/л

Accepted Answer

42

Answer

Идея решения: используя стехиометрию реакции и данные об исходной и равновесной концентрациях водорода, найти расходование реагентов, а затем восстановить исходную концентрацию $\ce{CO}$ и равновесную концентрацию $\ce{CH4}$.

Поскольку в реактор поместили только $\ce{CO}$ и $\ce{H2}$, исходные концентрации $\ce{CH4}$ и $\ce{H2O}$ равны нулю.

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

Вычислим количество водорода, вступившего в реакцию:

$$\Delta[\ce{H2}] = 1{,}2 - 0{,}3 = 0{,}9 	ext{ моль/л}$$

По стехиометрии реакции, если израсходовалось 0,9 моль/л водорода, то образовалось:

$$[\ce{CH4}]_{	ext{равн}} = \frac{0{,}9}{3} = 0{,}3 	ext{ моль/л}$$

Количество $\ce{CO}$, вступившего в реакцию, также равно 0,3 моль/л (в соотношении 1:3 с водородом).

Исходная концентрация $\ce{CO}$:

$$[\ce{CO}]_{	ext{исх}} = 0{,}2 + 0{,}3 = 0{,}5 	ext{ моль/л}$$

Задание №23Расчётные задачиЕГЭ по химии