Какова общая концентрация веществ в состоянии равновесия после того, как 50% начального количества пятихлористого

Петр

67

Чтобы решить эту задачу, нам нужно знать, как происходит реакция и что происходит при ее завершении. Давайте разберемся!

Уравнение реакции: \[PCl_5 \rightleftharpoons PCl_3 + Cl_2\]

Это реакция диссоциации пятихлористого фосфора (\(PCl_5\)) на фосфортрихлорид (\(PCl_3\)) и хлор (\(Cl_2\)).

Также известно, что после реакции было прореагировано 50% начального количества пятихлористого фосфора.

Для удобства рассмотрим начальное количество пятихлористого фосфора равным 100ед. (единиц).

Из условия задачи мы знаем, что 50% этого количества прореагировало. Следовательно, осталось 50ед. пятихлористого фосфора.

Теперь рассмотрим равновесие после реакции. Пусть \([P]\) обозначает концентрацию фосфортрихлорида, а \([Cl]\) - концентрацию хлора.

На равновесии концентрации прямой и обратной реакций будут равны друг другу. Поэтому у нас будет следующее соотношение:

\([PCl_5] = [PCl_3] + [Cl_2]\)

Допустим, на равновесии в результате реакции \(x\) ед. пятихлористого фосфора превратилось в фосфортрихлорид и \(x\) ед. превратилось в хлор.

Тогда мы можем записать:

\([PCl_5] = 50 - x\) - остаток пятихлористого фосфора

\([PCl_3] = x\) - количество фосфортрихлорида

\([Cl_2] = x\) - количество хлора

Подставим эти значения в соотношение равновесия:

\[50 - x = x + x\]

\[50 - x = 2x\]

\[3x = 50\]

\[x = \frac{50}{3}\]

Таким образом, находим значение \(x\) - количество прореагировавшего пятихлористого фосфора равно \(\frac{50}{3}\)ед.

Теперь рассчитаем общую концентрацию реагентов на равновесии, сложив концентрации фосфортрихлорида и хлора:

\(\text{общая концентрация} = [PCl_3] + [Cl_2] = \frac{50}{3} + \frac{50}{3} = \frac{100}{3}\)

Таким образом, общая концентрация веществ в состоянии равновесия после того, как 50% начального количества пятихлористого фосфора прореагировало, составляет \(\frac{100}{3}\)ед.