В реактор постоянного объёма поместили некоторое количество трифторида хлора. В результате протекания обратимой реакции \( 2ClF_3_{(г)} \rightleftharpoons Cl_2_{(г)} + 3F_{2(г)} \) в реакционной системе установилось химическое равновесие, при котором концентрации фторида хлора (III) и фтора составили 0,1 моль/л и 0,6 моль/л соответственно. Определите исходную концентрацию \( ClF_3 \) (X) и равновесную концентрацию \( Cl_2 \) (Y). Выберите из списка номера правильных ответов. Запишите выбранные номера в таблицу под соответствующими буквами.

Решение:

Нам дана обратимая реакция:

• \( 2ClF_3_{(г)} \rightleftharpoons Cl_2_{(г)} + 3F_{2(г)} \)

В условии сказано, что в реакционной системе установилось химическое равновесие, при котором концентрации фторида хлора (III) и фтора составили 0,1 моль/л и 0,6 моль/л соответственно. Это означает, что:

• Равновесная концентрация \( ClF_3 \) равна \( [ClF_3]_{равн} = 0,1 \) моль/л.
• Равновесная концентрация \( F_2 \) равна \( [F_2]_{равн} = 0,6 \) моль/л.

Нам нужно определить исходную концентрацию \( ClF_3 \) (X) и равновесную концентрацию \( Cl_2 \) (Y).

Определение равновесной концентрации \( Cl_2 \) (Y):

В задаче сказано, что изначально в реактор поместили некоторое количество трифторида хлора. Это значит, что исходные концентрации \( Cl_2 \) и \( F_2 \) равны нулю, так как они являются продуктами реакции.

Поскольку \( [Cl_2]_{исх} = 0 \) и \( [F_2]_{исх} = 0 \), то равновесная концентрация \( Cl_2 \) равна количеству прореагировавшего \( Cl_2 \).

Из уравнения реакции следует, что на 1 моль \( Cl_2 \) образуется 3 моль \( F_2 \). Если равновесная концентрация \( F_2 \) равна 0,6 моль/л, то равновесная концентрация \( Cl_2 \) равна:

• \( [Cl_2]_{равн} = \frac{[F_2]_{равн}}{3} = \frac{0,6 \text{ моль/л}}{3} = 0,2 \) моль/л.

Таким образом, \( Y = 0,2 \) моль/л. Этот ответ соответствует варианту 2.

Определение исходной концентрации \( ClF_3 \) (X):

Из уравнения реакции следует, что на 2 моль \( ClF_3 \) образуется 1 моль \( Cl_2 \).

Количество прореагировавшего \( ClF_3 \) равно:

• \( \Delta [ClF_3] = 2 \times [Cl_2]_{равн} = 2 \times 0,2 \text{ моль/л} = 0,4 \) моль/л.

Исходная концентрация \( ClF_3 \) равна сумме равновесной концентрации и количества прореагировавшего \( ClF_3 \):

• \( [ClF_3]_{исх} = [ClF_3]_{равн} + \Delta [ClF_3] = 0,1 \text{ моль/л} + 0,4 \text{ моль/л} = 0,5 \) моль/л.

Таким образом, \( X = 0,5 \) моль/л. Этот ответ соответствует варианту 5.

Заполненная таблица:

Ответ: X = 0,5 моль/л (вариант 5), Y = 0,2 моль/л (вариант 2).