Решение: Концентрации веществ в равновесии
В реактор постоянного объёма поместили пары метанола и хлороводород. В результате протекания обратимой реакции в реакционной системе $\mathrm{CH_3OH}_{(г)} + \mathrm{HCl}_{(г)} \rightleftarrows \mathrm{CH_3Cl}_{(г)} + \mathrm{H_2O}_{(г)}$ установилось химическое равновесие. Используя данные, приведённые в таблице, определите исходную концентрацию $\mathrm{HCl}$ ($X$) и равновесную концентрацию $\mathrm{H_2O}$ ($Y$).
| Реагент | $\mathrm{CH_3OH}$ | $\mathrm{HCl}$ | $\mathrm{CH_3Cl}$ | $\mathrm{H_2O}$ |
|---|---|---|---|---|
| Исходная концентрация, моль/л | 0,9 | X | — | — |
| Равновесная концентрация, моль/л | — | 0,5 | 0,3 | Y |
Решение по шагам
4 шагаПо уравнению реакции на каждый моль образовавшегося $\mathrm{CH_3Cl}$ образуется один моль $\mathrm{H_2O}$ и расходуется по одному молю $\mathrm{CH_3OH}$ и $\mathrm{HCl}$.
$$\mathrm{CH_3OH} + \mathrm{HCl} \rightleftarrows \mathrm{CH_3Cl} + \mathrm{H_2O}$$Равновесная концентрация $\mathrm{CH_3Cl}$ равна $0,3$ моль/л, значит, в реакции образовалось $0,3$ моль/л продукта и столько же $\mathrm{HCl}$ израсходовано.
$$\Delta c(\mathrm{HCl}) = \Delta c(\mathrm{H_2O}) = 0,3\ \text{моль/л}$$Исходная концентрация хлороводорода равна сумме его равновесной концентрации и израсходованной концентрации.
$$X = 0,5 + 0,3 = 0,8\ \text{моль/л}$$Равновесная концентрация воды равна её образовавшейся концентрации.
$$Y = 0,3\ \text{моль/л}$$X — 5, Y — 3; ответ: 53
Где здесь ошибаются
Забывают, что исходная концентрация $\mathrm{HCl}$ больше равновесной, поскольку часть вещества израсходовалась.
Путают номер варианта со значением концентрации.
Не учитывают коэффициенты уравнения реакции, хотя в данном случае они равны единице.