Пример 4. Равновесие системы 2SO2 + O2 D 2SO3 установилось, когда концентрации компонентов (моль/л) были: [SO2]равн

Равновесие системы 2SO₂ + O₂ D 2SO₃ установилось, когда концентрации компонентов (моль/л) были: [SO₂]_равн. = 0,6; [O₂]_равн. = 0,24; [SO₃]_равн. = 0,21.

Вычислите константу равновесия этой реакции и исходные концентрации кислорода и диоксида серы.

Решение.

Химическим равновесием называется такое состояние, когда скорости прямой и обратной реакций равны. Характеризуется химическое равновесие константой К, она имеет вид

aA + bB D cC + dD,

K= .

В условии задачи даны равновесные концентрации. Поэтому сразу можно рассчитать константу химического равновесия для реакции:

2SO₂ + O₂ D 2SO₃,

Чтобы рассчитать исходные концентрации кислорода и диоксида серы, необходимо найти, сколько этих компонентов было израсходовано на получение 0,21 моля триоксида серы и сложить с равновесными концентрациями. Согласно уравнению реакции для получения 2 молей триоксида серы требуется 2 моля диоксида серы, а для получения 0,21 моля триоксида серы - Х молей диоксида серы. Отсюда

X = = 0,21 моля.

Итак, [SO₂]_изр. = 0,21 моль/л.

На получение SO₃ было израсходовано 0,21 моля SO₂, тогда

[SO₂]_исх. = [SO₂]_равн. + [SO₂]_изр. = 0,6 + 0,21 = 0,81 моль/л,

[SO₂]_исх = 0,81 моль/л.

Для получения 2 молей SO₃ требуется 1 моль O₂.

Для получения 0,21 моля SO₃ - X молей O₂.

X = = 0,105 молей.

Итак, [O₂]_изр. = 0,105 моль/л.

[O₂]_исх. = [O₂]_равн. + [O₂]_изр. = 0,24 + 0,105 = 0,345 моль/л.