Главная / Теория / Глава 8 / Химическое равновесие (Задачи)

Расчетные задачи на равновесие (Задание 23)

В задании 23 проверяется умение рассчитывать равновесные концентрации веществ в обратимых реакциях. Основной метод решения — составление таблицы материального баланса («Было — Изменилось — Стало»).

Алгоритм решения

📝 Табличный метод

  1. Запишите уравнение реакции с коэффициентами.
  2. Составьте таблицу из 3 строк:
    • Исходная концентрация (C₀): сколько было в начале (до реакции).
    • Изменение (ΔC): сколько вступило в реакцию (с минусом) или образовалось (с плюсом). Пропорционально коэффициентам!
    • Равновесная концентрация (Cᵣ): сколько осталось в момент равновесия.
  3. Заполните известные данные из условия задачи.
  4. Все продукты, если не сказано иное, в начале равны 0.
  5. Рассчитайте изменение (ΔC) по коэффициентам в уравнении.
  6. Найдите неизвестные:
    Исходная = Равновесная + Прореагировавшая
    Равновесная = Исходная - Прореагировавшая

Синтез метанола

Пример 1

В реактор постоянного объема поместили угарный газ и водород. При нагревании установилось химическое равновесие:

$CO(г) + 2H₂(г) ⇄ CH₃OH(г)$

Исходная концентрация угарного газа составляла 0.6 моль/л, а равновесная концентрация метанола — 0.2 моль/л. Найдите равновесную концентрацию CO (X) и количество прореагировавшего водорода (Y), если известно, что исходная концентрация водорода была 0.8 моль/л.

1. Дано в условии:

Вещество CO 2H₂ CH₃OH
Исходная (C₀) 0.6 0.8 0
Изменение (ΔC) ? Y = ? ?
Равновесная (Cᵣ) X = ? ? 0.2

2. Промежуточные расчеты (определяем изменение):

Логика: Равновесная концентрация метанола 0.2, а исходная была 0. Значит, его образовалось +0.2.
По уравнению реакции коэффициенты относятся как 1 : 2 : 1. Значит, реагенты расходуются пропорционально:

  • CO (коэфф. 1) расходуется столько же: -0.2
  • H₂ (коэфф. 2) расходуется в 2 раза больше: -0.4
Вещество CO 2H₂ CH₃OH
Исходная (C₀) 0.6 0.8 0
Изменение (ΔC) -0.2 -0.4 +0.2
Равновесная (Cᵣ) X = ? ? 0.2

3. Полное решение (считаем остальное):

Найдите неизвестные: Исходная = Равновесная + Прореагировавшая
Равновесная = Исходная - Прореагировавшая

Вещество CO 2H₂ CH₃OH
Исходная (C₀) 0.6 0.8 0
Изменение (ΔC)
(по коэффициентам 1:2:1)		 -0.2 -0.4 +0.2
Равновесная (Cᵣ) X = 0.4 0.4 0.2

Пояснения к финалу:

  1. X (CO равн.) = 0.6 (было) - 0.2 (ушло) = 0.4 моль/л.
  2. Y (H₂ прореаг.) = то, что в строке "Изменение" (по модулю) = 0.4 моль/л.

Ответ: X = 0.4; Y = 0.4

Окисление оксида серы(IV)

Пример 2

В реактор ввели оксид серы(IV) и кислород. Установилось равновесие:

$2SO₂(г) + O₂(г) ⇄ 2SO₃(г)$

Известно, что исходная концентрация SO₂ была 0.5 моль/л, а равновесная концентрация кислорода составила 0.3 моль/л. Равновесная концентрация SO₃ равна 0.2 моль/л. Найдите равновесную концентрацию SO₂ (X) и исходную концентрацию кислорода (Y).

1. Дано в условии:

Вещество 2SO₂ O₂ 2SO₃
Исходная (C₀) 0.5 Y = ? 0
Изменение (ΔC) ? ? ?
Равновесная (Cᵣ) X = ? 0.3 0.2

2. Промежуточные расчеты (определяем изменение):

Логика: Равновесная концентрация SO₃ равна 0.2, а исходная была 0. Значит, его образовалось +0.2.
По уравнению реакции коэффициенты 2 : 1 : 2. Значит:

  • SO₂ (коэфф. 2) расходуется столько же, сколько образовалось SO₃: -0.2
  • O₂ (коэфф. 1) расходуется в 2 раза меньше: -0.1
Вещество 2SO₂ O₂ 2SO₃
Исходная (C₀) 0.5 Y = ? 0
Изменение (ΔC) -0.2 -0.1 +0.2
Равновесная (Cᵣ) X = ? 0.3 0.2

3. Полное решение (считаем остальное):

Найдите неизвестные: Исходная = Равновесная + Прореагировавшая
Равновесная = Исходная - Прореагировавшая

Вещество 2SO₂ O₂ 2SO₃
Исходная (C₀) 0.5 Y = 0.4 0
Изменение (ΔC)
(по коэффициентам 2:1:2)		 -0.2 -0.1 +0.2
Равновесная (Cᵣ) X = 0.3 0.3 0.2

Пояснения к финалу:

  1. X (SO₂ равн.) = 0.5 (было) - 0.2 (ушло) = 0.3 моль/л.
  2. Y (O₂ исх.) = 0.3 (осталось) + 0.1 (ушло) = 0.4 моль/л.

Ответ: X = 0.3; Y = 0.4

Разложение иодоводорода

Пример 3

В систему поместили иодоводород. После установления равновесия:

$2HI(г) ⇄ H₂(г) + I₂(г)$

Концентрация водорода составила 0.15 моль/л. Исходная концентрация HI была равна 0.8 моль/л. Найдите равновесную концентрацию HI (X).

1. Дано в условии:

Вещество 2HI H₂ I₂
Исходная (C₀) 0.8 0 0
Изменение (ΔC) ? ? ?
Равновесная (Cᵣ) X = ? 0.15 ?

2. Промежуточные расчеты (определяем изменение):

Логика: Равновесная концентрация водорода (H₂) составила 0.15, а исходная была 0. Значит, его образовалось +0.15.
По уравнению реакции коэффициенты 2 : 1 : 1. Значит:

  • I₂ (коэфф. 1) образовалось столько же, сколько H₂: +0.15
  • HI (коэфф. 2) расходуется в 2 раза больше: -0.3
Вещество 2HI H₂ I₂
Исходная (C₀) 0.8 0 0
Изменение (ΔC) -0.3 +0.15 +0.15
Равновесная (Cᵣ) X = ? 0.15 ?

3. Полное решение (считаем остальное):

Найдите неизвестные: Исходная = Равновесная + Прореагировавшая
Равновесная = Исходная - Прореагировавшая

Вещество 2HI H₂ I₂
Исходная (C₀) 0.8 0 0
Изменение (ΔC)
(по коэффициентам 2:1:1)		 -0.3 +0.15 +0.15
Равновесная (Cᵣ) X = 0.5 0.15 0.15

Пояснения к финалу:

  1. X (HI равн.) = 0.8 (было) - 0.3 (ушло) = 0.5 моль/л.

Ответ: X = 0.5

Пройди тест по теме
Проверь свои навыки решения задач на равновесие. Задания формата ЕГЭ.
Начать тест