Задача по химии В замкнутый сосуд для синтеза аммиака объемом 10 л при 310 град. Цельсия поместили 20 моль азота и 60 моль водорода. После того как прореагировало 12% азота, в системе установилось равновесие. Как изменилось давление в сосуде к моменту установления равновесия?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи необходимо использовать уравнение давления равновесия для реакции синтеза аммиака:

N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)

Уравнение давления равновесия:

Kp = (P(NH3))^2 / (P(N2) * P(H2)^3)

где Kp - константа равновесия, P(NH3), P(N2), P(H2) - давления аммиака, азота и водорода соответственно.

Из условия задачи видим, что после того как прореагировало 12% азота, осталось (20 - 0,12*20) моль азота, то есть 17,6 моль. При этом в системе установилось равновесие, значит, количество аммиака равно 12% от количества азота, то есть 2,4 мол аммиака.

Таким образом, в системе в равновесии:

[N2] = 17,6 моль
[H2] = 60 моль
[NH3] = 2,4 моль

Теперь найдем давления азота и водорода:

P(N2) = (17,6 моль / 10 л) (0,0821 (310+273) K) = 0,459 атм
P(H2) = (60 моль / 10 л) (0,0821 (310+273) K) = 1,567 атм

Теперь подставим полученные значения в уравнение давления равновесия:

Kp = ((2,4 моль / 10 л)^2) / (0,459 атм * (1,567 атм)^3)
Kp = 0,134

Из выражения Kp = (P(NH3))^2 / (P(N2) * P(H2)^3) можем найти давление аммиака в равновесии:

(P(NH3))^2 = 0,134 0,459 атм (1,567 атм)^3
P(NH3) = sqrt(0,134 0,459 атм (1,567 атм)^3) = 0,943 атм

Таким образом, давление аммиака в системе к моменту установления равновесия составит 0,943 атм.