Реакция протекает по уравнению A + B = 2C. Вычислите равновесные концентрации реагирующих веществ, если исходные концентрации веществ А и В соответственно равны 0,5 и 0,7 моль/л, а константа равновесия реакции 50.

Решение задачи

К моменту равновесия концентрации веществ А и В понизятся, а концентрация вещества С увеличится. На каждый моль веществ А и В образуется 2 моль вещества С; поэтому, если понижение концентрации веществ  А и В обозначить через х моль, то увеличение концентрации вещества С будет равно 2х моль. Вычислить равновесные концентрации.

Равновесные концентрации реагирующих веществ будут:

[А] = 0,5 –х (моль/л);

[В] = 0,7 – х (моль/л);

[С] = 2х (моль/л).

 

Где:

K – константа химического равновесия;

[С], [А], [В] – равновесные концентрации соответственно азота, водорода, аммиака, моль/л.

Получаем:

К = 4 х² /(0,5 — х) (0,7-х) = 50

46 х² – 60х + 17,5 = 0.

Решая это уравнение, получаем:

х₁ = 0,86;

х₂ = 0,44.

По условию задачи справедливо значение х₂. Вычислить равновесные концентрации. Отсюда равновесные концентрации реагирующих веществ равны:

[А] = 0,5 –0,44 = 0,06 (моль/л);

[В] = 0,7 – 0,44 = 0,26 (моль/л);

[С] = 2 ⋅ 0,44 = 0,88 (моль/л).

Ответ:

равновесная концентрация вещества А равна 0,06 моль/л;

равновесная концентрация вещества В равна 0,26 моль/л;

равновесная концентрация вещества С равна 0,88 моль/л.