дано:
- Реакция: 2CO(г) + O2(г) <--> 2CO2(г)
- Равновесная молярная концентрация CO2: [CO2] = 2,50 моль/дм3
- Прореагировало 30 % начального количества O2.
найти:
- Начальную и равновесную молярную концентрацию кислорода.
решение:
1. Учитывая стехиометрию реакции, для 2 моль CO образуется 1 моль O2. Это значит, что если прореагировало 30 % O2, то это соответствует изменениям в количестве всех веществ.
2. Обозначим начальную молярную концентрацию кислорода как [O2]_0. Тогда по уравнению реакции мы можем записать:
Начальная концентрация CO2 будет равна 0, так как он образуется в процессе реакции.
3. На момент установления равновесия:
- Прореагировало 30 % от [O2]_0, то есть осталось 70 % от [O2]_0:
[O2] = 0,70 * [O2]_0.
4. Поскольку на каждые 2 моль CO, которые реагируют, 1 моль O2 претерпевает реакцию, и учитывая, что 2 моль CO превращаются в 2 моль CO2, можно сказать, что:
Если 30 % O2 прореагировало, то образовалось 60 % [O2]_0 в CO2, так как соотношение 2:1.
5. Теперь у нас есть равновесная концентрация CO2, которая равна 2,50 моль/дм3. Поскольку 2 моль CO образуют 2 моль CO2, значит:
[CO2] = (60 % от начальной [O2]) = 2,50 моль/дм3.
6. 60 % от начальной концентрации кислорода равняется 2,50 моль/дм3:
0,60 * [O2]_0 = 2,50
Следовательно,
[O2]_0 = 2,50 / 0,60 = 4,17 моль/дм3.
7. Теперь рассчитаем равновесную концентрацию кислорода:
[O2] = 0,70 * [O2]_0 = 0,70 * 4,17 = 2,92 моль/дм3.
Ответ:
Начальная молярная концентрация кислорода составляет 4,17 моль/дм3, а равновесная молярная концентрация кислорода составляет 2,92 моль/дм3.