В реагирующей системе, схема которой
А + 3В <=> 2С + 2D,
установилось равновесие, при котором концентрация вещества С равна 1,2 моль/л. Вычислите исходную концентрацию вещества В, если константа равновесия в системе равна 12, а исходная концентрация вещества А — 1,4 моль/л.
от

1 Ответ

Дано:

- Схема реакции: A + 3B <=> 2C + 2D
- Концентрация вещества C в равновесии [C] = 1,2 моль/л
- Константа равновесия K = 12
- Исходная концентрация вещества A [A]0 = 1,4 моль/л
- Исходная концентрация вещества B [B]0 = x (ищем)

Найти: исходную концентрацию вещества B [B]0.

Решение:

1. Запишем изменения концентраций по мере протекания реакции. Обозначим изменение концентрации A, B, C и D как y:

- [A] = [A]0 - y
- [B] = [B]0 - 3y
- [C] = 2y
- [D] = 2y

2. Из условия задачи известна концентрация вещества C в равновесии:

2y = [C] = 1,2 моль/л, значит:

y = 1,2 / 2 = 0,6 моль/л.

3. Теперь найдем концентрацию A и B при равновесии:

[A] = [A]0 - y = 1,4 - 0,6 = 0,8 моль/л.

[B] = [B]0 - 3y = x - 3 * 0,6 = x - 1,8 моль/л.

4. При равновесии мы можем записать уравнение для константы равновесия K:

K = ([C]^2 * [D]^2) / ([A] * [B]^3).

Мы не знаем [D], но для упрощения мы можем взять, что [D] = 2y, то есть:

[D] = 2 * 0,6 = 1,2 моль/л.

5. Теперь подставим все известные значения в уравнение равновесия:

K = (1,2^2 * 1,2^2) / (0,8 * (x - 1,8)^3).

Поскольку K = 12, подставляем это значение:

12 = (1,44 * 1,44) / (0,8 * (x - 1,8)^3).

6. Вычислим левую часть:

1,44 * 1,44 = 2,0736.

Подставляем в уравнение:

12 = 2,0736 / (0,8 * (x - 1,8)^3).

7. Упростим:

0,8 * (x - 1,8)^3 = 2,0736 / 12.

0,8 * (x - 1,8)^3 = 0,1728.

8. Разделим на 0,8:

(x - 1,8)^3 = 0,216.

9. Извлечем кубический корень:

x - 1,8 = 0,6.

10. Найдем x:

x = 1,8 + 0,6 = 2,4.

Ответ: исходная концентрация вещества B равна 2,4 моль/л.
от