Решение: Расчёт равновесных концентраций
В реактор постоянного объёма поместили азот и водород. В результате протекания обратимой реакции в реакционной системе $\mathrm{N_2(g)} + 3\mathrm{H_2(g)} \rightleftharpoons 2\mathrm{NH_3(g)}$ установилось химическое равновесие. Используя данные, приведённые в таблице, определите исходную концентрацию $\mathrm{N_2}$ ($X$) и равновесную концентрацию $\mathrm{H_2}$ ($Y$).
| Реагент | $\mathrm{N_2}$ | $\mathrm{H_2}$ | $\mathrm{NH_3}$ |
|---|---|---|---|
| Исходная концентрация, моль/л | X | 4,0 | — |
| Равновесная концентрация, моль/л | 1,0 | Y | 0,2 |
Решение по шагам
4 шагаПо уравнению реакции образование $2$ моль $\mathrm{NH_3}$ сопровождается расходованием $1$ моль $\mathrm{N_2}$ и $3$ моль $\mathrm{H_2}$.
$$\mathrm{N_2} + 3\mathrm{H_2} \rightleftharpoons 2\mathrm{NH_3}$$Равновесная концентрация аммиака равна $0{,}2$ моль/л. Поэтому концентрация израсходованного азота равна $0{,}2 \cdot \frac{1}{2} = 0{,}1$ моль/л.
$$\Delta c(\mathrm{N_2}) = 0{,}1\ \text{моль/л}$$Исходная концентрация азота была равна сумме равновесной концентрации и израсходованной концентрации: $X = 1{,}0 + 0{,}1 = 1{,}1$ моль/л.
$$X = 1{,}0 + 0{,}1 = 1{,}1$$Концентрация израсходованного водорода в три раза больше концентрации израсходованного азота: $0{,}1 \cdot 3 = 0{,}3$ моль/л. Тогда $Y = 4{,}0 - 0{,}3 = 3{,}7$ моль/л.
$$Y = 4{,}0 - 3 \cdot 0{,}1 = 3{,}7$$Где здесь ошибаются
Не учитывать коэффициенты уравнения реакции.
При вычислении исходной концентрации азота вычитать из равновесной концентрации вместо сложения.
Использовать концентрацию аммиака как концентрацию израсходованного азота без деления на 2.