Question

В системе установилось равновесие: 2СО(г) + О2(г) - 2CO2(г). Химические количества СО, О2 и СО2 в системе после наступления химического равновесия соответственно равны 1,0, 2,0 и 3,0 моль. Объём системы составляет 45 дм3. Рассчитайте исходные молярные концентрации угарного газа и кислорода.

Answer 1

дано:  
- n(CO) = 1,0 моль (в равновесии)  
- n(O2) = 2,0 моль (в равновесии)  
- n(CO2) = 3,0 моль (в равновесии)  
- Объем системы V = 45 дм3  

найти:  
- Исходные молярные концентрации угарного газа (CO) и кислорода (O2).

решение:  
Запишем уравнение реакции:  
2CO(g) + O2(g) ⇌ 2CO2(g)  

В равновесии:  
- [CO] = n(CO) / V = 1,0 моль / 45 дм3 ≈ 0,0222 моль/дм3  
- [O2] = n(O2) / V = 2,0 моль / 45 дм3 ≈ 0,0444 моль/дм3  
- [CO2] = n(CO2) / V = 3,0 моль / 45 дм3 ≈ 0,0667 моль/дм3  

Теперь определим, сколько вещества прореагировало. По стехиометрии реакции:  
При образовании 3 моль CO2 необходимо 3 моль CO и 1,5 моль O2. Тогда:  
- n(CO) начальное = n(CO) в равновесии + количество прореагировавшего CO  
- n(O2) начальное = n(O2) в равновесии + 0,5 * количество прореагировавшего CO  

Пусть z – количество прореагировавшего CO:  
Для получения 3 моль CO2 из 2 моль CO требуется 1 моль O2. Значит, для 3 моль CO2:  
z(CO) = 3 моль CO2 * (2 моль CO / 2 моль CO2) = 3 моль CO  
n(CO) начальное = 1,0 + 3,0 = 4,0 моль  
n(O2) начальное = 2,0 + (3,0/2) = 2,0 + 1,5 = 3,5 моль  

Теперь найдем исходные молярные концентрации:  
[CO] начальное = n(CO) начальное / V = 4,0 моль / 45 дм3 ≈ 0,0889 моль/дм3  
[O2] начальное = n(O2) начальное / V = 3,5 моль / 45 дм3 ≈ 0,0778 моль/дм3  

Ответ:  
Исходные молярные концентрации угарного газа (CO) составляют approximately 0,0889 моль/дм3, кислорода (O2) approximately 0,0778 моль/дм3.