Question

В системе установилось равновесие: 2SO2(г) + О2(г) - 2SO3(г). Равновесная молярная концентрация оксида серы(VI) равна 0,20 моль/дм3. Рассчитайте равновесную молярную концентрацию кислорода, если известно, что к моменту установления равновесия прореагировало 60 % начального химического количества кислорода, а исходные вещества были взяты в стехиометрическом количестве.

Answer 1

дано:  
- Равновесная молярная концентрация SO3 = 0,20 моль/дм3  
- Прореагировало 60 % начального количества O2.  

найти:  
- Равновесная молярная концентрация кислорода (O2).

решение:  
Запишем уравнение реакции:  
2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g)  

Обозначим начальные молярные концентрации веществ следующим образом:  
- [SO2] начальное = x  
- [O2] начальное = y  
- [SO3] начальное = 0  

Согласно стехиометрии реакции, при образовании 0,20 моль/дм3 SO3 прореагировало:  
0,20 моль/дм3 SO3 образуется из 0,20 моль/дм3 SO2 и 0,10 моль/дм3 O2.

Поскольку на каждую 1 моль O2 требуется 2 моли SO2 для образования 2 моль SO3, для достижения равновесия:  
[SO2] уменьшится на 0,20 моль/дм3, а [O2] уменьшится на 0,10 моль/дм3.

Таким образом, в равновесии имеем:  
[SO2] равновесная = [SO2] начальное - 0,20 = x - 0,20  
[O2] равновесная = [O2] начальное - 0,10 = y - 0,10  
[SO3] равновесная = 0,20 моль/дм3  

Теперь мы знаем, что 60 % O2 прореагировало, т.е.:  
0,60y = 0,10  
=> y = 0,10 / 0,60 = 0,1667 моль/дм3  

Тогда равновесная концентрация кислорода:  
[O2] равновесная = y - 0,10 = 0,1667 - 0,10 = 0,0667 моль/дм3  

Ответ:  
Равновесная молярная концентрация кислорода (O2) равна 0,0667 моль/дм3.