23

Решение: Равновесие синтеза метана

ЕГЭ · Химия · Задание 23 · Химическое равновесие и скорость реакции
ПовышеннаяФИПИB2D0B8Соответствие≈ 5 минутРазбор в 3 шагаОтвет сверен с ключом
Условие

В реактор постоянного объёма поместили углекислый газ и водород. При этом концентрация водорода составляла 1,8 моль/л. В результате протекания обратимой реакции $\mathrm{CO_2}_{(г)} + 4\mathrm{H_2}_{(г)} \rightleftarrows \mathrm{CH_4}_{(г)} + 2\mathrm{H_2O}_{(г)}$ в реакционной системе установилось химическое равновесие, при котором концентрации углекислого газа и метана составили 0,2 моль/л и 0,3 моль/л соответственно. Определите исходную концентрацию $\mathrm{CO_2}$ ($X$) и равновесную концентрацию $\mathrm{H_2}$ ($Y$).

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

3 шага
1

Обозначим через $\xi$ изменение концентрации веществ в ходе реакции. Так как исходно метана не было, его равновесная концентрация равна количеству образовавшегося метана:

$$\xi = c(\mathrm{CH_4}) = 0{,}3\ \text{моль/л}$$
2

По уравнению реакции углекислый газ расходуется в соотношении 1:1 с метаном. Поэтому исходная концентрация углекислого газа равна сумме его равновесной концентрации и израсходованной концентрации:

$$X = 0{,}2 + \xi = 0{,}2 + 0{,}3 = 0{,}5\ \text{моль/л}$$

Водород расходуется в количестве, в четыре раза превышающем количество образовавшегося метана. Найдём его равновесную концентрацию:

$$Y = 1{,}8 - 4\xi = 1{,}8 - 4\cdot0{,}3 = 0{,}6\ \text{моль/л}$$
Ответ
X — 5, Y — 6

Где здесь ошибаются

Не учитывать, что концентрация метана в начальный момент равна нулю.

Вычитать из исходной концентрации водорода только 0,3 моль/л вместо 4·0,3 моль/л.

Путать исходную концентрацию углекислого газа с его равновесной концентрацией.

Закрепить приёмВ теме «Химическое равновесие и скорость реакции» ещё 216 задач — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 23 ЕГЭ, химия

Разбор этой задачи разложен на 3 шага: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Химическое равновесие и скорость реакции»: в ней 217 задач, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.