Константа равновесия реакции А + В = С + D равна 1. Равновесные концентрации исходных веществ составляли [A] = 2, [B] = 8. а) Вычислить равновесные концентрации веществ С и D. б) Как изменится равновесная концентрация вещества С, если в реакцию без изменения объёма ввести 4 моля вещества А? В какую сторону сместилось равновесие реакции?

Давай разберём этот вопрос шаг за шагом.

Нам дана реакция:

Константа равновесия: $K = 1$

Равновесные концентрации исходных веществ: $[A] = 2$, $[B] = 8$.

Надо:

а) Найти равновесные концентрации веществ C и D.

Шаг 1. Запишем выражение для константы равновесия

Для реакции $A + B \rightleftharpoons C + D$ константа равновесия:

Подставим известные значения:

Отсюда:

Шаг 2. Выразим концентрации через изменение $x$

Пусть за время достижения равновесия из A и B образовалось $x$ моль C и D. Тогда:

Подставим в уравнение константы равновесия:

Шаг 3. Решим квадратное уравнение

Раскроем скобки:

Вычтем $x^2$ с обеих сторон:

Шаг 4. Найдём равновесные концентрации

✅ Часть а) готова.

б) Введение 4 моль вещества А

Сначала отметим, что концентрации заданы в молях на литр, а в задаче сказано «ввести 4 моля вещества A без изменения объёма». Это значит, что концентрация [A] увеличится на 4, то есть:

Концентрации B, C и D пока остаются равновесными: $[B] = 6.4$, $[C] = 1.6$, $[D] = 1.6$.

Шаг 1. Новое равновесие

Обозначим изменение концентрации вещества A в направлении сдвига равновесия как $y$.

• Изменение для A и B (реагенты): $[A] = 4.4 - y$, $[B] = 6.4 - y$

• Изменение для C и D (продукты): $[C] = 1.6 + y$, $[D] = 1.6 + y$

Константа равновесия не меняется:

Шаг 2. Решим квадратное уравнение

Раскроем скобки:

Приравниваем: