Zadanie 14, arkusz pokazowy marzec 2022
Do reaktora wprowadzono próbkę N2O4 o masie równej 4,14 g. W reaktorze utrzymywano stałe ciśnienie równe 1000 hPa i stałą temperaturę 298 K, natomiast zmianie mogła ulegać
pojemność. W warunkach prowadzenia eksperymentu ustaliła się równowaga chemiczna opisana równaniem:
N2O4 ⇄ 2NO2
Objętość mieszaniny obu tlenków, po ustaleniu się stanu równowagi, była równa 1,32 dm3.
Oblicz stężeniową stałą równowagi Kc przemiany w opisanych warunkach. Stała gazowa R = 83,14 hPa · dm3 · mol–1 · K–1. Przyjmij, że NO2 i N2O4 są gazami doskonałymi.
MN2O4= 92 g·mol–1
mN2O4= 4,14 g ⇒ n0N2O4 = 0,045 mol
Liczba moli gazów w stanie równowagi:
V = 1,32 dm3, T = 298 K, p = 1000 hPa
pV=nRT
n = pV : RT = 1000 hPa ∙1,32 dm3 : ( 83,14 hPa∙dm3∙mol–1∙ K–1∙298 K ) = 0,05328 mol
Bilans masy:
𝑥 – liczba moli N2O4 który ulega rozkładowi, 2𝑥 – liczba moli powstającego NO2
0,045 – 𝑥 + 2 𝑥 = 0,05328
𝑥 = 0,008328
Liczba moli N2O4 w stanie równowagi: 0,045 – 0,008328 = 0,036672 mol
Liczba moli NO2 w stanie równowagi: 2 · 0,008328 = 0,016656 mol
Stężeniowa stała równowagi Kc:
Kc= [NO2]2 : [N2O4]
Stężenia równowagowe N2O4 oraz NO2:
[N2O4] = 0,036672 mol : 1,32 dm3 = 0,02778 mol∙dm–3
[NO2] = 0,016656 mol : 1,32 dm3 = 0,01262 mol∙dm–3
Kc = (0,01262)2 : 0,027778 = 5,7∙10–3
Załóż bezpłatne konto, aby uzyskać dostęp do rozwiązania tego zadania.