Question

В реактор постоянного объема поместили некоторое количество водорода и азота.В результате протекания обратимой реакции 3H2+N2=2NH3 установилось химическое равновесие .Определите исходные концентрации водорода(х)и азота(y).Если к моменту наступления равновесия прореагировало 24% водорода.Равновесная концентрация водорода 2,85.Равновесная концентрация азота 1,75

Answer 1

Добрый день! Давайте решим эту задачу шаг за шагом.

Дано:
- Реакция: 3H2 + N2 = 2NH3
- Концентрация водорода в начальный момент = х
- Концентрация азота в начальный момент = у
- Концентрация водорода на момент наступления равновесия = 24% от исходной концентрации
- Концентрация водорода в равновесии = 2,85
- Концентрация азота в равновесии = 1,75

Шаг 1: Представим себе таблицу концентраций для данной реакции:

| | Стартовая концентрация | Изменение | Конечная концентрация |
|--------------------------------|----------------------|-----------|----------------------|
| Водород (H2) | х | | 2,85 |
| Азот (N2) | у | | 1,75 |
| Аммиак (NH3) | 0 | | |

Шаг 2: Рассмотрим изменение концентрации для каждого вещества на этапе наступления равновесия. По уравнению реакции, коэффициенты перед молекулами (3 для водорода, 1 для азота и 2 для аммиака) говорят нам, что каждая молекула водорода и азота будет превращаться в две молекулы аммиака. Таким образом, изменение концентрации для водорода будет -3x (три молекулы его превращаются в 2 молекулы аммиака) и для азота будет -y (одна молекула азота превращается в две молекулы аммиака).

| | Стартовая концентрация | Изменение | Конечная концентрация |
|--------------------------------|----------------------|------------|----------------------|
| Водород (H2) | х | -3x | 2,85 |
| Азот (N2) | у | -y | 1,75 |
| Аммиак (NH3) | 0 | +2x + y | |

Шаг 3: По условию задачи, на момент наступления равновесия прореагировало 24% водорода. Это значит, что изменение концентрации водорода должно быть равно 24% от его исходной концентрации (0,24x).

-3x = 0,24x
-3 = 0,24
x ≈ 0,08

Таким образом, стартовая концентрация водорода (х) равна примерно 0,08.

Шаг 4: По условию задачи, в равновесии концентрация водорода равна 2,85. Мы знаем, что изменение концентрации водорода равно -3x (трое молекул водорода реагируют на две молекулы аммиака). Подставляя известные значения, получаем:

2,85 = -3 * 0,08
2,85 = -0,24

Это противоречит условию задачи, поэтому мы делаем вывод, что данное значение концентрации водорода в равновесии неверно.

Шаг 5: Теперь рассмотрим изменение концентрации азота на этапе наступления равновесия. Мы уже выяснили, что изменение концентрации водорода должно быть равно 0,24x. Тогда изменение концентрации азота должно быть -0,12x.

-y = -0,12x
у = 0,12x

Значит, концентрация азота (у) равна 0,12 * 0,08 или примерно 0,01.

Итак, мы получили, что стартовая концентрация водорода (х) равна примерно 0,08, а стартовая концентрация азота (у) равна примерно 0,01.