Дано: 2А⇆ В С(А) = 0,2 моль/л Кр = 0,5 Найти: [A] и [B] Решение: Константа равновесия данной реакции: Кр = [B]/[A]² Пусть прореагировало Х молей вещества А. Это значит, что в равновесии находится [A] = C(A) - X = 0,2 - X (молей/л) вещества А Из Х молей вещества А согласно уравнению реакции образовалось 0,5Х молей вещества В, поскольку из двух молей А образуется 1 моль В. Тогда выражение для константы равновесия можем записать: Кр = 0,5Х/(0,2-Х)² ; 0,5Х/(0,2-Х)² = 0,5 Решим данное уравнение относительно Х. Для удобства вычислений сократим обе части уравнения на 0,5 и получим: Х/(0,2-Х)² = 1; Х = (0,2-Х)²; Х = 0,04 - 0,4Х + Х²; Х² - 1,4Х + 0,04 = 0; D = 1,4² - 4*0,04 = 1,96 - 0,16 = 1,8; D>0 Х₁ = (1,4 +√D)/2 = (1,4+√1,8)/2 ≈ 1,4 + 1,34)/2 = 1,37 Это посторонний корень, так как начальная концентрация(0,2 моль/л) меньше него. Х₂ = (1,4 -√D)/2 = (1,4 - 1,34)/2 = 0,06/2 = 0,03 [A] = 0,2 - X = 0,2 - 0,03 = 0,17 (моль/л) [B] = 0,5Х = 0,5*0,03 = 0,015 (моль/л) ответ: [A] = 0,170 моль/дм³; [B]= 0,015 моль/дм³
Это ответ на первый вопрос первого билета: Химия — одна из важнейших и обширных областей естествознания, наука о веществах, их свойствах, строении и превращениях, происходящих в результате химических реакций. Поскольку все вещества состоят из атомов, которые благодаря химическим связям формировать молекулы, то химия занимается в основном изучением взаимодействий между атомами и молекулами, полученными в результате таких взаимодействий. Предмет химии – химические элементы и их соединения, а также закономерности, которым подчиняются различные химические реакции.
Химические реакции Основная статья: Химические реакции Процессы, протекающие в химическом веществе, или в смесях различных веществ, представляют собой химические реакции. При протекании химических реакций всегда образуются новые вещества.
В сущности это процесс изменения структуры молекулы. В результате реакции количество атомов в молекуле может увеличиваться (синтез), уменьшаться (разложение) или оставаться постоянным (изомеризация, перегруппировка). В ходе реакции изменяются связи между атомами и порядок размещения атомов в молекулах. Химические реакции выявляют и характеризуют химические свойства данного вещества. Исходные вещества, взятые для проведения химической реакции, называются реагентами, а новые вещества, образующиеся в результате химической реакции, – продуктами реакции.
С(А) = 0,2 моль/л
Кр = 0,5
Найти: [A] и [B]
Решение:
Константа равновесия данной реакции: Кр = [B]/[A]²
Пусть прореагировало Х молей вещества А.
Это значит, что в равновесии находится [A] = C(A) - X = 0,2 - X (молей/л) вещества А
Из Х молей вещества А согласно уравнению реакции образовалось 0,5Х молей вещества В, поскольку из двух молей А образуется 1 моль В.
Тогда выражение для константы равновесия можем записать:
Кр = 0,5Х/(0,2-Х)² ; 0,5Х/(0,2-Х)² = 0,5
Решим данное уравнение относительно Х. Для удобства вычислений сократим обе части уравнения на 0,5 и получим:
Х/(0,2-Х)² = 1; Х = (0,2-Х)²; Х = 0,04 - 0,4Х + Х²;
Х² - 1,4Х + 0,04 = 0; D = 1,4² - 4*0,04 = 1,96 - 0,16 = 1,8; D>0
Х₁ = (1,4 +√D)/2 = (1,4+√1,8)/2 ≈ 1,4 + 1,34)/2 = 1,37 Это посторонний корень, так как начальная концентрация(0,2 моль/л) меньше него.
Х₂ = (1,4 -√D)/2 = (1,4 - 1,34)/2 = 0,06/2 = 0,03
[A] = 0,2 - X = 0,2 - 0,03 = 0,17 (моль/л)
[B] = 0,5Х = 0,5*0,03 = 0,015 (моль/л)
ответ: [A] = 0,170 моль/дм³; [B]= 0,015 моль/дм³