Question

Всосуде объёмом 8.0 л смешали при определенной температуре 0.25 моль вещества а2 и 0.45 моль вещества в2. через 25 минут в системе установилось равновесие аг(г) + в2(г) = 2ав(г). средняя скорость расходования в2 за этот период составила 1.0-10^-3 моль/(л*мин). рассчитайте константу равновесия и мольные доли всех веществ в равновесной смеси. во сколько раз скорость прямой реакции при равновесии меньше начальной скорости (прямую реакцию считайте элементарной)?

Answer 1

A2(г) + B2(г) = 2AB(г).
Рассчитаем концентрации исходных в-в:
С[A2]нач = 0,25 / 8 = 0,03125 моль/л.
С[B2]нач = 0,45 / 8 = 0,05625 моль/л.
При скорости расходования 10^-3 моль/(л*мин) за 25 мин концентрация B2 изменится на 10^-3 * 25 = 0,025 моль/л. Концентрация в-ва А2, согласно уравнению реакции, также изменится на 0,025 моль/л: 
С[A2]равн = 0,03125 - 0,025 = 0,00625 моль/л.
С[B2]равн = 0,05625 - 0,025 = 0,03125 моль/л.
А концентрация в-ва АВ составит:
С[AB] = 0,025 * 2 = 0,05 моль/л.
Тогда Kр = [AB]^2 / ([A2] * [B2]) = 0,0025 / 1,95*10^-4 = 12,82.
Найдем мольные доли в-в в равновесной смеси:
Cобщ = 0,00625 + 0,03125 + 0,05 = 0,0875 моль/л.
χ[A2] = 0,0625 / 0,0875 = 0,0714.
χ[B2] = 0,03125 / 0,0875 = 0,3571.
χ[AB] = 0,05 / 0,0875 = 0,5714.
Скорость прямой реакции рассчитаем по формуле:
Vпрям = k * C[A2] * C[B2].
Тогда отношение скорости р-ции в равновесной смеси к скорости р-ции начальной смеси:
Vнач/Vравн = (k * C[A2]нач * C[B2]нач) / (k * C[A2]равн * C[B2]равн) = 
= (0,25 * 0,45) / (0,0625 * 0,03125) = 576, т. е. уменьшится в 576 раз.