Какова доля NO2, которая превратилась в N2O4 в системе 2NO2 -> N2O4 при 40 °C, если начальные концентрации NO2 равны

Луна_В_Облаках

35

Хорошо! Давайте начнем с задачи о переводе доли NO2 в N2O4 при определенной температуре и начальных концентрациях.

Для решения этой задачки нам необходимо знать закон действующих масс, который гласит, что скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ.

У нас есть реакция: 2NO2 -> N2O4

Для начала, посмотрим на мольную долю NO2. Мольная доля NO2 - это отношение количества молей NO2 к общему количеству молей в системе. Вычислим ее для заданных начальных концентраций:

а) Начальная концентрация NO2 равна \(10^{-4}\) моль/л. Молярная масса NO2 составляет около 46 г/моль. Так как у нас дается концентрация в моль/л, то нет необходимости проводить дополнительные преобразования. Таким образом, начальное количество молей NO2 равно \(10^{-4}\) моль/л.

б) Начальная концентрация NO2 равна 1 моль/л. Используем ту же методику, что и выше: начальное количество молей NO2 равно 1 моль/л.

Теперь нам нужно определить, сколько молей NO2 превратится в N2O4. Правильная оценка составляет \(2/3\) от начального количества молей NO2. Это происходит из-за стехиометрии реакции 2NO2 -> N2O4, где каждые 2 моля NO2 дают 1 моль N2O4.

Теперь мы можем рассчитать долю NO2, которая превратилась в N2O4:

а) Начальное количество молей NO2 равно \(10^{-4}\) моль/л. Доля NO2, превратившаяся в N2O4, составляет \(2/3\) от \(10^{-4}\) моль/л:
\[
\frac{{2/3 \cdot 10^{-4}\ \text{моль/л}}}{{10^{-4}\ \text{моль/л}}} = \frac{2}{3} \approx 0.6667
\]

б) Начальное количество молей NO2 равно 1 моль/л. Доля NO2, превратившаяся в N2O4, составляет \(2/3\) от 1 моль/л:
\[
\frac{{2/3 \cdot 1\ \text{моль/л}}}{{1\ \text{моль/л}}} = \frac{2}{3} \approx 0.6667
\]

Таким образом, доля NO2, которая превратилась в N2O4, равна примерно 0.6667 или около 66.67% в обоих случаях.

Мы использовали закон действующих масс и стехиометрию реакции, чтобы решить эту задачу.