В реактор постоянного объёма поместили водяной пар и метан. При этом исходная концентрация метана составляла 2,8 моль/л. В результате протекания обратимой реакции
CH4(г) + H2O(г) ⇄ CO(г) + 3H2(г)
в реакционной системе установилось химическое равновесие, при котором концентрации метана и водяного пара составили 2,0 моль/л и 2,2 моль/л соответственно. Определите равновесную концентрацию водорода (X) и исходную концентрацию водяного пара (Y).
Выберите из списка номера правильных ответов:. Запишите выбранные номера в таблицу под соответствующими буквами.
CH4(г) + H2O(г) ⇄ CO(г) + 3H2(г)
1) Внимание, в этих заданиях любят написать реакцию задом напрёд, и первым делом следует понять а про какую именно реакцию идет речь, слева направо или справа налево. "В реактор постоянного объёма поместили водяной пар и метан" - значит реакция записана в привычном виде. Слева исходные вещества, справа продукты реакции.
2) Возьмем условный реактор объемом 1 литр, тогда мы можем перейти от концентраций к количеству.
Запишем условие в табличной форме
| Реагент |
CH4(г) | H2O(г) |
CO(г) | H2(г) |
| Исходное количество (моль) | 2,8 | Y |
0 | 0 |
| в ходе реакции образовалось(+) израсходовалось (-) | ... | ... | ... | ... |
| Равновесное количество (моль) | 2,0 | 2,2 | ... | X |
3) CH4, было 2,8 моль, стало 2,0 моль, следовательно расход 2,8 - 2,0 = 0,8 моль
4) согласно уравнению реакции, в реакцию вступают 1 моль CH4 и 1 моль H2O. Если израсходовалось 0,8 моль CH4 то значит и израсходовалось 0,8 моль H2O
5) Равновесное количество H2O 2,2 моль, а израсходовалось 0,8 моль, значить исходное количество H2O составляет 2,2+0,8=3,0 моль
| Реагент | CH4(г) | H2O(г) | CO(г) | H2(г) |
| Исходное количество (моль) | 2,8 | 3,0 | 0 | 0 |
| в ходе реакции образовалось(+) израсходовалось (-) | -0,8 | -0,8 | ... | +2,4 |
| Равновесное количество (моль) | 2,0 | 2,2 | ... | 2,4 |
6) согласно уравнению реакции из 1 моль CH4 в ходе реакции образумься 3 моль H2 у нас было израсходовано 0,8 моль CH4 следовательно образовалось 0,8*3 = 2,4 моль H2
7) Изначально было 0 моль водорода 2 моль H2 образовалось 2,4 моль, следовательно равновесная количество водорода составляет 0+2,4=2,4 моль H2
8) снова от реактора объемом 1 литр перейдем к концентрациями, поделим количества вещества на объем реактора 1 литр и получим
Y=3 моль/л, X=2,4 моль/л