Zadanie 28, arkusz maj 2023
Fosgen to silnie trujący związek o wzorze COCl2. W reakcjach fosgenu z alkoholami otrzymuje się odpowiednie estry kwasu węglowego, a w procesach polikondensacji z udziałem fosgenu powstają poliwęglany – szeroko stosowane tworzywa zastępujące szkło.
Substratami do otrzymywania fosgenu są tlenek węgla(II) i chlor. W mieszaninie tych gazów zachodzi – pod wpływem światła – odwracalna reakcja opisana równaniem:
CO (g) + Cl2 (g) ⇄ COCl2 (g)
Do reaktora o pojemności 4,0 dm3 wprowadzono gazowe substraty: 0,40 mol CO i 0,20 mol Cl2. Gdy w temperaturze 𝑇 ustaliła się równowaga, stwierdzono, że przereagowało 80 % chloru.
Oblicz stężeniową stałą równowagi syntezy fosgenu w temperaturze 𝑻.
Sposób 1.
𝑛0 0,40 0,20 0
CO (g) + Cl2 (g) → COCl2 (g)
𝑛r 0,24 0,04 0,16
[CO]r = (0,24 : 4,0) mol ⋅ dm–3 = 0,06 mol ⋅ dm–3
[Cl2]r = (0,04 : 4,0) mol ⋅ dm–3 = 0,01 mol ⋅ dm–3
[COCl2]r = (0,16 : 4,0) mol ⋅ dm–3 = 0,04 mol ⋅ dm–3
𝐾= [COCl2] : ([CO] · [Cl2]) = 0,04 : (0,06 · 0,01) = 𝟔𝟔, 𝟔𝟕 ≅ 𝟔7
Sposób 2.
CO (g) + Cl2 (g) → COCl2 (g)
𝑉 = 4,0 dm3
[CO]p = 0,4 : 4,0 mol ⋅ dm–3 = 0,1 mol ⋅ dm–3
[Cl2]p = 0,2 : 4,0 mol ⋅ dm–3 = 0,05 mol ⋅ dm–3
⇒ 0,05 ∙ 0,8 = 0,04 mol ⋅ dm–3
𝐾= [COCl2] : ([CO] · [Cl2]) = 0,04 : (0,06 · 0,01) = 𝟔𝟔, 𝟔𝟕 ≅ 𝟔7
Załóż bezpłatne konto, aby uzyskać dostęp do rozwiązania tego zadania.