При некоторой температуре константа равновесия гомогенной системы FeO(к) + CO(г) = Fe(к) + CO2(г) равна 0,5. Вычислите равновесные концентрации СО и СО2, если начальные концентрации СО и СО2 соответственно равны 0,05 и 0,01 моль/л.
При некоторой температуре константа равновесия гомогенной системы FeO(к) + CO(г) = Fe(к) + CO2(г) равна 0,5. Вычислите равновесные концентрации СО и СО2, если начальные концентрации СО и СО2 соответственно равны 0,05 и 0,01 моль/л.
Для решения данной задачи необходимо использовать уравнение равновесия и уравнение сохранения массы. Рассчитаем концентрации СО и СО2:
Пусть x - изменение концентрации СО и СО2, тогда: FeO(к) + CO(г) = Fe(к) + CO2(г) Приращения концентраций:
Из уравнения равновесия: K = [Fe][CO2] / [FeO][CO]
0,5 = (0,01 + x) (0,05 + x) / (0,05 - x) (0,01 - x)
Решив это уравнение, получим x = 0,0043 моль/л
Таким образом, концентрации СО и СО2 будут равны: [CO] = 0,05 - x = 0,0457 моль/л [CO2] = 0,01 + x = 0,0143 моль/л
Для решения данной задачи нам необходимо использовать уравнение равновесия и данные об изменении концентраций в процессе реакции.
Пусть x - изменение концентрации вещества в процессе реакции. Тогда концентрации веществ на равновесии будут равны: [CO] = 0,05 - x [CO2] = 0,01 + x [FeO] = 1 - x [Fe] = x
Подставим эти значения в уравнение равновесия и найдем значение x: 0,5 = ([Fe][CO2])/([FeO][CO]) 0,5 = (x(0,01 + x))/(1-x)(0,05-x) 0,5 = (0,01x + x^2)/(0,05 - 0,05x - x + x^2) 0,5 = 0,01x + x^2 / (0,05 - 0,05x - x + x^2) 0,5 = 0,01x + x^2 / (0,05 - 0,05x - x + x^2) 0,5 = 0,01x + x^2 / (0,05 - 0,05x - x + x^2)
Решив это уравнение, мы найдем значение x, после чего подставим его в уравнения для концентраций и найдем концентрации CO и CO2 на равновесии.
Для решения этой задачи необходимо использовать закон действующих масс и принцип равновесия химических реакций.
Дана уравновесимая реакция: [ \text{FeO(к)} + \text{CO(г)} \rightleftharpoons \text{Fe(к)} + \text{CO}_2(г) ]
Константа равновесия ( K_c ) для этой реакции определяется как: [ K_c = \frac{[\text{CO}_2]}{[\text{CO}]} ]
Где ([\text{CO}]) и ([\text{CO}_2]) — равновесные концентрации моноксида углерода и диоксида углерода соответственно.
Нам известны начальные концентрации: ([\text{CO}]_0 = 0,05 \text{ моль/л}) ([\text{CO}_2]_0 = 0,01 \text{ моль/л})
Константа равновесия: ( K_c = 0,5 )
Пусть ( x ) — это изменение концентрации CO и CO2 до достижения равновесия. Тогда равновесные концентрации будут: [ [\text{CO}] = 0,05 - x ] [ [\text{CO}_2] = 0,01 + x ]
Подставим эти выражения в уравнение для константы равновесия: [ K_c = \frac{[\text{CO}_2]}{[\text{CO}]} = \frac{0,01 + x}{0,05 - x} = 0,5 ]
Решим это уравнение относительно ( x ): [ 0,5 = \frac{0,01 + x}{0,05 - x} ]
Умножим обе части уравнения на ( (0,05 - x) ): [ 0,5 (0,05 - x) = 0,01 + x ]
Раскроем скобки: [ 0,025 - 0,5x = 0,01 + x ]
Перенесем все члены, содержащие ( x ), на одну сторону уравнения: [ 0,025 - 0,01 = x + 0,5x ]
[ 0,015 = 1,5x ]
Разделим обе части уравнения на 1,5: [ x = \frac{0,015}{1,5} = 0,01 ]
Теперь найдем равновесные концентрации: [ [\text{CO}] = 0,05 - x = 0,05 - 0,01 = 0,04 \text{ моль/л} ] [ [\text{CO}_2] = 0,01 + x = 0,01 + 0,01 = 0,02 \text{ моль/л} ]
Таким образом, равновесные концентрации составляют: [ [\text{CO}] = 0,04 \text{ моль/л} ] [ [\text{CO}_2] = 0,02 \text{ моль/л} ]
