Вопрос школьника
Константа равновесия реакции: СОСl2(г) ↔ СО(г)+С12(г) равна 0,02. Исходная концентрация СОCl2 составила 1,3 моль/л. Рассчитайте равновесную концентрацию Сl2. Какую исходную концентрацию СОCl2 следует взять, чтобы увеличить выход хлора в 3 раза?
Ответ от учителя
Константа равновесия реакции показывает, какие концентрации реагентов и продуктов будут находиться в равновесии при определенных условиях. В данном случае, константа равновесия равна 0,02, что означает, что при равновесии концентрация СО и Сl2 будет меньше, чем концентрация СОCl2.
Для расчета равновесной концентрации Сl2 можно использовать уравнение константы равновесия:
K = [СО][Сl2] / [СОCl2]
где [СО], [Сl2] и [СОCl2] — концентрации соответствующих веществ в равновесии.
Известно, что исходная концентрация СОCl2 составляет 1,3 моль/л. Пусть равновесная концентрация Сl2 будет x моль/л. Тогда концентрация СО в равновесии будет (1,3 — x) моль/л.
Подставляя эти значения в уравнение константы равновесия, получим:
0,02 = x * (1,3 — x) / 1,3
Решая это уравнение, найдем, что равновесная концентрация Сl2 составляет 0,019 моль/л.
Чтобы увеличить выход хлора в 3 раза, необходимо увеличить концентрацию Сl2 в 3 раза. Пусть исходная концентрация СОCl2, при которой это произойдет, будет y моль/л. Тогда концентрация Сl2 в равновесии будет 3x моль/л, а концентрация СО будет (y — 3x) моль/л.
Подставляя эти значения в уравнение константы равновесия, получим:
0,02 = 3x * (y — 3x) / y
Решая это уравнение относительно y, найдем, что исходная концентрация СОCl2 должна составлять 0,117 моль/л, чтобы увеличить выход хлора в 3 раза.
