Решение: Равновесные концентрации веществ
В реактор постоянного объёма поместили некоторое количество метана и кислорода. В результате протекания обратимой реакции $2\mathrm{CH_4}_{(г)} + \mathrm{O_2}_{(г)} \rightleftharpoons 2\mathrm{CO}_{(г)} + 4\mathrm{H_2}_{(г)}$ в реакционной системе установилось химическое равновесие. Используя данные, приведённые в таблице, определите равновесную концентрацию $\mathrm{CH_4}$ ($X$) и исходную концентрацию $\mathrm{O_2}$ ($Y$).
| $\mathrm{CH_4}$ | $\mathrm{O_2}$ | $\mathrm{CO}$ | $\mathrm{H_2}$ | |
|---|---|---|---|---|
| Исходная концентрация, моль/л | 0,8 | |||
| Равновесная концентрация, моль/л | 0,2 | 0,6 | 1,2 |
Решение по шагам
3 шагаПо образовавшейся равновесной концентрации угарного газа определяем величину превращения. Согласно уравнению реакции из 1 моль превращения образуется 2 моль $\mathrm{CO}$.
$$\xi = \frac{[\mathrm{CO}]}{2} = \frac{0{,}6}{2} = 0{,}3\ \text{моль/л}$$В соответствии со стехиометрическими коэффициентами израсходовано $2\xi$ метана.
$$[\mathrm{CH_4}]_{равн.} = 0{,}8 - 2 \cdot 0{,}3 = 0{,}2\ \text{моль/л}$$Кислорода израсходовано $\xi$, поэтому его исходная концентрация равна сумме равновесной концентрации и израсходованного количества.
$$[\mathrm{O_2}]_{исх.} = 0{,}2 + 0{,}3 = 0{,}5\ \text{моль/л}$$Где здесь ошибаются
Не учитывать стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции.
Вычитать из равновесной концентрации кислорода вместо прибавления израсходованного количества к ней.
Путать исходную и равновесную концентрации метана.