Question

Через 4 часа после смешения 3 моль уксусной кислоты и 3 моль метанола в присутствии 0.1 моль серной кислоты содержание метилацетата в реакционной смеси составило 1.8 моля и в дальнейшем не менялось. Рассчитайте константу равновесия реакции.

Answer 1

Для решения данного вопроса, мы должны использовать основные принципы равновесия химических реакций.

Сначала у нас есть реакция между уксусной кислотой (CH3COOH) и метанолом (CH3OH) в присутствии серной кислоты (H2SO4). Из условия задачи указано, что мы имеем 3 моля каждого вещества: уксусной кислоты и метанола, и 0.1 моль серной кислоты.

Уравнение реакции будет выглядеть следующим образом:

CH3COOH + CH3OH ⇌ CH3COOCH3 + H2O

Где CH3COOCH3 - это метилацетат, а вода (H2O) образуется как побочный продукт.

Затем, согласно условию задачи, через 4 часа после смешения содержание метилацетата в реакционной смеси составило 1.8 моля и в дальнейшем не менялось.

Мы можем использовать эти данные для расчета константы равновесия, обозначаемой как K. Константа равновесия представляет собой отношение концентрации продуктов к концентрации реагентов в определенный момент равновесия.

K = ([CH3COOCH3] / [CH3COOH] * [CH3OH]) / [H2O]

Где [...] представляет концентрацию вещества в молях.

У нас уже есть значения для метилацетата ([CH3COOCH3]) и реагентов ([CH3COOH] и [CH3OH]), которые составляют 1.8 моля, 3 моля и 3 моля соответственно. Мы также знаем, что концентрация воды ([H2O]) остается постоянной и не меняется.

K = (1.8 / 3 * 3) / [H2O]

Так как мы знаем, что концентрация воды остается неизменной, мы можем просто ее опустить из выражения:

K = 1.8 / 3 * 3

Вычисляем значение:

K = 1.8 / 9

K = 0.2

Таким образом, константа равновесия (K) для данной реакции равна 0.2.