Question

20 баллов. Химическое равновесие в системе 2NO(г) + O2(г) ↔2NO2(г) установилось при значениях равновесных концентраций всех веществ равных 8 моль/л. Рассчитайте константу равновесия и начальные концентрации реагентов.

Answer 1

2NO(г) + O2(г) = 2NO2(г)

∆Gх.р. = 2*51,84 - 2*86,69 = -69,7 кДж

При стандартных условиях в системе будет протекать прямая реакция, т.к. ∆Gх.р. < 0.

Answer 2

Для данной реакции химическое равновесие можно выразить следующим образом:

$$K_{\text{п}} = \frac{[\text{NO}_2]^2}{[\text{NO}]^2 [\text{O}_2]}$$

где $K_{\text{п}}$ - константа равновесия, $[\text{NO}_2]$, $[\text{NO}]$ и $[\text{O}_2]$ - концентрации соответствующих веществ в системе при равновесии.

Из условия задачи известно, что $[\text{NO}_2] = 8$ моль/л, $[\text{NO}] = 8$ моль/л и $[\text{O}_2] = 8$ моль/л.

Подставляя эти значения в уравнение для константы равновесия, получим:

$$K_{\text{п}} = \frac{(8)^2}{(8)^2 (8)} = \frac{8}{8} = 1$$

Таким образом, константа равновесия для данной реакции равна единице, что означает, что при равновесии концентрации реагентов и продуктов равны.

Чтобы найти начальные концентрации реагентов, можно использовать таблицу изменения концентраций в процессе реакции. Предположим, что начальная концентрация $\text{NO}$ равна $x$, тогда начальная концентрация $\text{O}_2$ также равна $x$, а начальная концентрация $\text{NO}_2$ равна 0. Тогда изменение концентрации для $\text{NO}$ и $\text{O}_2$ будет равно $-2x$, а изменение концентрации для $\text{NO}_2$ будет равно $+2x$.

Таким образом, для установления равновесия концентрации каждого из реагентов должны уменьшиться на $2x$, а концентрация $\text{NO}_2$ должна увеличиться на $2x$. При достижении равновесия концентрации всех веществ станут равными 8 моль/л.

Следовательно, мы можем записать уравнение для изменения концентраций:

$$\begin{aligned} \text{NO}(g) &: 8 - 2x \\ \text{O}_2(g) &: 8 - 2x \\ \text{NO}_2(g) &: 2x \end{aligned}$$

Из условия задачи известно, что при равновесии концентрации всех веществ равны 8 моль/л. Следовательно, мы можем записать уравнение:

$$8 - 2x = 8 - 2x = 2x =$$