Для определения начальной концентрации вещества А в данной обратимой реакции, мы можем воспользоваться выражением для константы равновесия Kₚ. Давайте разберем шаги решения этой задачи.

Для реакции A(г) ↔ B(г) + C(г) константа равновесия Kₚ определяется как:

Kₚ = (P_B * P_C) / P_A

где P_A, P_B и P_C - равновесные парциальные давления веществ A, B и C соответственно.

Согласно условию задачи, равновесная концентрация вещества A составляет 4 моль/л. Обозначим начальную концентрацию вещества A как C₀. В процессе реакции часть вещества A преобразуется в продукты B и C.

Предположим, что при достижении равновесия из начальной концентрации A образовалось x моль/л веществ B и C. Тогда:

• Равновесная концентрация A: C_A = C₀ - x
• Равновесная концентрация B: C_B = x
• Равновесная концентрация C: C_C = x

На равновесии, согласно условию, концентрация A равна 4 моль/л, то есть:

C_A = 4 моль/л

Подставим это значение в выражение для Kₚ:

Kₚ = (C_B * C_C) / C_A = (x * x) / (C₀ - x)

Теперь мы знаем, что Kₚ = 0,25, поэтому можем записать:

0,25 = (x * x) / (C₀ - x)

Теперь выразим x через C₀:

0,25 * (C₀ - x) = x²

Раскроем скобки:

0,25C₀ - 0,25x = x²

Перепишем уравнение:

x² + 0,25x - 0,25C₀ = 0

Мы знаем, что C_A = 4 моль/л, значит:

C₀ - x = 4

Отсюда следует, что:

C₀ = 4 + x

Теперь подставим это значение в уравнение:

x² + 0,25x - 0,25(4 + x) = 0

Упростим уравнение:

x² + 0,25x - 1 - 0,25x = 0

Таким образом, получаем:

x² - 1 = 0

Это уравнение можно решить:

x = ±1

Так как концентрация не может быть отрицательной, берем x = 1 моль/л.

Теперь подставим значение x в уравнение для C₀:

C₀ = 4 + 1 = 5 моль/л

Таким образом, начальная концентрация вещества A составляет 5 моль/л.