schoolФизика
verifiedРешено AI
Решение задачи №10: Изомеризация пентана
help_outlineУсловие задачи
В первом фото необходимо сделать 10 задание, решение и итог на 2 фото, на 3 фото надо по примеру сделать заключение, где начинаются слова:" Задача решена правильно если... И 3 варианта а,б и в
lightbulbКраткий ответ
Решение задачи №10 включает расчет молярной массы пентана, начального количества вещества и использование константы равновесия для определения равновесных концентраций. Задача оформлена для удобной записи в тетрадь.
Подробное решение
Для оформления задачи в тетради перепишите следующий текст.
Решение задачи №10
Дано:
Реакция изомеризации: \(н-C_5H_{12} \rightleftharpoons изо-C_5H_{12}\)
Температура: \(T = 1500 \, К\)
Константа равновесия: \(K_c = 1,08\)
Масса исходного вещества (\(н-пентана\)): \(m_1 = 36 \, г\) (согласно таблице масс для варианта 10, поз. 5)
Объем системы примем за \(V = 10 \, л\) (исходя из ваших предварительных расчетов на листке).
1. Рассчитаем молярную массу пентана \(C_5H_{12}\):
\[M(C_5H_{12}) = 5 \cdot 12 + 12 \cdot 1 = 72 \, г/моль\]
2. Найдем начальное количество вещества \(н-пентана\):
\[n_0 = \frac{m_1}{M} = \frac{36}{72} = 0,5 \, моль\]
3. Пусть в реакцию вступило \(x\) моль \(н-пентана\). Тогда в состоянии равновесия:
Количество \(н-C_5H_{12}\): \(n_{равн}(н) = 0,5 - x\)
Количество \(изо-C_5H_{12}\): \(n_{равн}(изо) = x\)
4. Равновесные концентрации:
\[[н-C_5H_{12}] = \frac{0,5 - x}{10}\]
\[[изо-C_5H_{12}] = \frac{x}{10}\]
5. Выражение для константы равновесия:
\[K_c = \frac{[изо-C_5H_{12}]}{[н-C_5H_{12}]} = \frac{x / 10}{(0,5 - x) / 10} = \frac{x}{0,5 - x}\]
6. Подставим значение \(K_c = 1,08\):
\[1,08 = \frac{x}{0,5 - x}\]
\[1,08 \cdot (0,5 - x) = x\]
\[0,54 - 1,08x = x\]
\[2,08x = 0,54\]
\[x \approx 0,26 \, моль\]
7. Равновесные концентрации:
\[[изо-C_5H_{12}] = \frac{0,26}{10} = 0,026 \, моль/л\]
\[[н-C_5H_{12}] = \frac{0,5 - 0,26}{10} = 0,024 \, моль/л\]
Заключение по примеру:
Задача решена правильно, если:
а) При увеличении температуры равновесие смещается в сторону поглощения тепла (в сторону эндотермической реакции). Так как для большинства реакций изомеризации \(\Delta H < 0\) (экзотермические), то при росте температуры равновесие сместится влево, в сторону исходного \(н-пентана\).
б) При увеличении давления в данной системе равновесие не смещается, так как число молей газообразных веществ в левой и правой частях уравнения одинаково (\(1 = 1\)).
в) При добавлении в равновесную смесь \(изо-пентана\) равновесие смещается в сторону образования исходных веществ, то есть влево, согласно принципу Ле Шателье.