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.