Question

нужно подробное решение. помогите разобраться, пожалуйста.​

Answer 1

Ответ:

Исходная концентрация водорода  X = 3,75 моль/л. Ответ: X - 4).

Исходная концентрация азота Y = 2,05 моль/л. Ответ: Y - 2).

Объяснение:

В реактор постоянного объема поместили некоторое количество водорода и азота. в результате протекания обратимой реакции в реакционной системе установилось химическое равновесие.
Используя данные, приведенные в таблице, определить исходные концентрации водорода (X) и азота (Y), если к моменту наступления равновесия прореагировало 24% водорода.
Выбрать из списка номера правильных ответов.

Дано:

прореагировало 24% H₂;

по таблице:

равновесная концентрация водорода C(H₂) = 2,85 моль/л;

равновесная концентрация азота С(N₂) = 1,75 моль/л.

Найти: исходные концентрации водорода (X), азота (Y).
Варианты ответов:

1) 1,25 моль/л;    2) 2,05 моль/л;    3) 3,50 моль/л;  

4) 3,75 моль/л;   5) 4,10 моль/л;    6) 5,70 моль/л.

Решение.

3H₂(г) + N₂(г) ⇄  2NH₃(г)

• Состояние системы реагирующих веществ, при котором скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции называют динамическим химическим равновесием.
• Равновесные концентрации - это концентрации веществ в смеси, которые устанавливаются при наступлении состояния равновесия.

1) По условию задачи равновесная концентрация водорода равна 2,85 моль/л.

При этом прореагировало 24% водорода и в системе наступило равновесие.

Это значит, что 24% водорода связано в аммиак,
а 100% - 24% = 76% процентов водорода находится реакционной смеси в несвязанном состоянии.

То есть, в каждом литре объема смеси  2,85 моль (H₂) - это 76% исходного количества водорода.

На каждый литр:

2,85 моль (H₂) - это 76%

X моль - это 100%

$\displaystyle X = \frac{2,85 \cdot 100\%}{76\%} = 3,75$ моль/л

Исходная концентрация водорода  X = 3,75 моль/л. Ответ 4).

2) Найдем, сколько водорода связано в аммиак.

24% - это 0,24

На каждый литр

3,75 моль · 0,24 = 0,9 моль водорода израсходовано.

3) По уравнению реакции на 3 моль водорода требуется 1 моль азота
n(H₂) : n(N₂) = 3 : 1.

Тогда, на каждый литр объема израсходовано азота (связано в аммиак)

0,9 : 3 = 0,3 моль азота.

4) Равновесная концентрация азота равна 1,75 моль/л, вступили в реакцию 0,3 моль/л азота,
следовательно исходная концентрация азота Y равна:

1,75 моль/л + 0,3 моль/л = 2,05 моль/л.

Исходная концентрация азота Y = 2,05 моль/л. Ответ 2).

5) Если требуется заполнить таблицу.
Исходная концентрация аммиака равна 0 моль/л (перед началом реакции его еще нет).

Равновесная концентрация аммиака равна 0,6 моль/л.

По уравнению реакции

n(H₂) : n(NH₃) = 3 : 2.

$\displaystyle n(NH_{3}) = \frac{0,9 \cdot 2}{3} =0,6$ моль/л

или

n(N₂) : n(NH₃) = 1 : 2.

$\displaystyle n(NH_{3}) = \frac{0,3 \cdot 2}{1} =0,6$ моль/л