Question

2~моль смеси оксида серы~(IV) и кислорода с плотностью по гелию 12,8 помещен в реактор объемом 5~л. Определите константу равновесия их взаимодействия, если равновесие наступает после вступления в реакцию 50\% кислорода.

Answer 1

2SO2 + O2 = 2SO3

М(Не)=4

M(смеси) = 12,8*4=51,2

М(О2)=32

М(SO2)=64

обозначим долю О2 х, тогда

32х + 64(1-x) = 50,2

x=0,4

n(O2)=2*0,4=0,8

n(SO2)=2-0,8=1,2

[SO3]=0,4*2=0,8

[O2]=0,8-0,4=0,4

[SO2]=1,2-0,4*2=0,4

K=[SO3]/[O2][SO2]

K=5

Answer 2

Для определения константы равновесия реакции между оксидом серы (IV) и кислородом, сначала составим уравнение реакции:

SO2 + O2 ⇌ SO3

Пусть в начальный момент времени у нас есть 2 моль смеси оксида серы (IV) и кислорода. Пусть x моль кислорода прореагировало к моменту установления равновесия. Тогда количество оксида серы (IV) уменьшилось на x моль, а количество образовавшегося оксида серы (VI) (SO3) увеличилось на x моль.

Теперь составим таблицу изменения количества вещества:

Компонент	SO2	O2	SO3
Начальное	2 моль	0 моль	0 моль
Изменение	-x моль	-x моль	+x моль
Равновесное	2 - x	0 - x	0 + x

Так как равновесие наступает после вступления в реакцию 50% кислорода, то в равновесном состоянии количество кислорода уменьшится вдвое (0.5 * 2 моль = 1 моль). Следовательно, x = 2 - 1 = 1 моль.

Теперь запишем уравнение для константы равновесия Kc:

Kc = [SO3] / ([SO2] * [O2])

Подставим значения:

Kc = (1 моль) / ((2 моль - 1 моль) * (0 моль - 1 моль))

Kc = 1 / (1 * (-1))

Kc = -1

Таким образом, константа равновесия для реакции между оксидом серы (IV) и кислородом составляет -1. Значение отрицательной константы указывает на то, что при данной температуре и давлении прямая реакция (образование SO3) проходит слабее, чем обратная реакция (разложение SO3).