Question

172. Определите объем (н.у.) разложившегося к моменту равновесия NO 2NO(г) =О2(г) + N2(г) если Кс= 0.44; n0(NO) = 1.0 моль. Объем реактора 4 л.

Answer 1

Кс =[О] × [N]/[NO]^2=0.44

Kc=2x/(0.25-2x)^2= 0.44/1

0.0121 - 0.07744x = 2x
0.0121 = 2.07744х
x = 0.0058 моль/л

Далее находим количество вещества

n(NO)= 0.0058моль/л × 4л = 0.0232моль
V(NO) = 0.0232моль × 22.4л/моль = 0.52л

Answer 2

Для определения объема (нормальных условий, н.у.) разложившегося к моменту равновесия в данной реакции, мы должны учесть стехиометрические коэффициенты реакции и данные о начальных условиях.

Исходная реакция: 2NO(g) ⇌ O2(g) + N2(g)

Константа равновесия (Кс) для данной реакции равна 0.44. Константа равновесия связана с отношением концентраций продуктов к концентрациям реагентов находящихся в равновесии.

Известно, что начальная концентрация NO (n0(NO)) равна 1.0 моль, и объем реактора (V) составляет 4 литра.

Для решения задачи, мы можем использовать уравнение для константы равновесия (Кс):

Кс = ([O2] * [N2]) / ([NO]^2)

где [O2], [N2] и [NO] - концентрации соответствующих веществ в равновесии.

На данном этапе у нас есть только начальная концентрация NO и объем реактора. Для того чтобы определить концентрации NO, O2 и N2 на момент равновесия, нам нужно использовать информацию о изменении концентраций в соответствии с коэффициентами стехиометрии.

Так как в начале у нас есть 1.0 моль NO, и стехиометрический коэффициент 2 перед NO, то при равновесии у нас останется 1.0 моль * (1 - x), где x - степень диссоциации (процент реагента, который претерпел разложение).

Таким образом, концентрации O2 и N2 также будут равны 1.0 моль * x.

Теперь, учитывая концентрации и объем реактора, мы можем выразить Кс и решить уравнение:

Кс = ([O2] * [N2]) / ([NO]^2)

0.44 = (1.0 * x) * (1.0 * x) / ((1.0 * (1 - x))^2)

Решим уравнение:

0.44 = x^2 / (1 - x)^2

0.44 * (1 - x)^2 = x^2

0.44 * (1 - x)^2 - x^2 = 0

0.44 - 0.88x + 0.44x^2 - x^2 = 0

0.44x^2 - 0.88x + 0.44 = 0

Уравнение квадратное. Решим его с помощью дискриминанта:

Дискриминант (D) = b^2 - 4ac

где a = 0.44, b = -0.88, c = 0.44

D = (-0.88)^2 - 4 * 0.44 * 0.44 ≈ 0.1936

Теперь найдем x:

x = (-b ± √D) / 2a

x = (0.88 ± √0.1936) / 2 * 0.44

x = (0.88 ± 0.44) / 0.88

Таким образом, получаем два значения x:

1. x = (0.88 + 0.44) / 0.88 = 1 (это невозможное значение, так как диссоциация будет превышать начальное количество NO)

2. x = (0.88 - 0.44) / 0.88 ≈ 0.5

Теперь можем вычислить концентрации:

[NO] = 1.0 моль * (1 - x) ≈ 1.0 моль * (1 - 0.5) = 0.5 моль

[O2] = 1.0 моль * x ≈ 1.0 моль * 0.5 = 0.5 моль

[N2] = 1.0 моль * x ≈ 1.0 моль * 0.5 = 0.5 моль

Теперь можем вычислить объем каждого компонента при нормальных условиях (1 моль газа занимает около 22.7 литров при нормальных условиях):

V(NO) = 0.5 моль * 22.7 л/моль ≈ 11.35 л

V(O2) = 0.5 моль * 22.7 л/моль ≈ 11.35 л

V(N2) = 0.5 моль * 22.7 л/моль ≈ 11.35 л

Теперь объем (н.у.) разложившегося к моменту равновесия:

V(разложившегося газа) = V(NO) + V(O2) + V(N2) ≈ 11.35 л + 11.35 л + 11.35 л ≈ 34.05 л

Таким образом, объем разложившегося к моменту равновесия газа составляет примерно 34.05 литров.