В реактор объемом 20 л поместили 32 г метана и воду. В результате протекания обратимой химической реакции:CH4 (г) + H2O (г) ↔ CO (г) + 3H2 (г)в реакционной системе установилось химическое равновесие. Равновесные концентрации водяного пара и водорода со...
В реактор объемом 20 л поместили 32 г метана и воду. В результате протекания обратимой химической реакции:
CH4 (г) + H2O (г) ↔ CO (г) + 3H2 (г)
в реакционной системе установилось химическое равновесие. Равновесные концентрации водяного пара и водорода составили 0,2 моль/л и 0,15 моль/л соответственно.
Какова равновесная концентрация метана (Х) и исходная концентрация воды (Y)?
Привет! Давай разберемся с этой задачей по шагам.
Сначала найдем, сколько моль метана у нас было. У нас есть 32 г метана (CH4). Молярная масса метана примерно 16 г/моль, поэтому:
32 г / 16 г/моль = 2 моль метана.
Теперь, объем реактора у нас 20 л, значит, исходная концентрация метана (C0(CH4)) будет:
C0(CH4) = 2 моль / 20 л = 0,1 моль/л.
Теперь давай посмотрим на равновесные концентрации. Мы знаем, что:
- Концентрация водяного пара (H2O) в равновесии = 0,2 моль/л.
- Концентрация водорода (H2) в равновесии = 0,15 моль/л.
Согласно уравнению реакции, на 1 моль метана (CH4) уходит 1 моль воды (H2O) и образуется 3 моль водорода (H2).
Пусть x - это изменение концентрации метана в равновесии. Тогда:
- Концентрация метана в равновесии (X) будет:
X = 0,1 моль/л - x.
- Концентрация водяного пара (H2O) в равновесии:
0,2 моль/л = Y - x (где Y - начальная концентрация воды).
- Концентрация водорода (H2) в равновесии:
0,15 моль/л = 3x.
Теперь найдем x из последнего уравнения:
0,15 моль/л = 3x
=> x = 0,15 моль/л / 3
=> x = 0,05 моль/л.
Теперь подставим это значение в уравнения для метана и воды:
1. Концентрация метана в равновесии (X):
X = 0,1 моль/л - 0,05 моль/л = 0,05 моль/л.
2. Концентрация воды (Y):
0,2 моль/л = Y - 0,05 моль/л
=> Y = 0,2 моль/л + 0,05 моль/л = 0,25 моль/л.
Теперь у нас есть равновесная концентрация метана (X = 0,05 моль/л) и исходная концентрация воды (Y = 0,25 моль/л).
Из предложенных вариантов правильные ответы:
- Равновесная концентрация метана (X): 3) 0,05 моль/л.
- Исходная концентрация воды (Y): 4) 0,25 моль/л.
Надеюсь, это помогло! Если что-то еще непонятно, спрашивай!