решении задачи химии. Заранее: В закрытом сосуде объемом V = 0,05 м3 содержится 2 моля вещества А и 12 молов вещества

Для решения данной задачи мы можем использовать известную формулу для вычисления константы равновесия. Константа равновесия (Kp) для данной реакции может быть выражена следующим образом:

\[ Kp = \frac{{P_C^{1/2}}}{{P_A P_B^4}} \]

где \( P_C \), \( P_A \) и \( P_B \) - парциальные давления соответствующих элементов.

Из условия задачи мы знаем, что общее давление в системе после достижения равновесия составляет \( P_0 = 4,51 \times 10^5 \) Па. В этом равновесии соответствующее отношение концентраций постоянно и может быть выражено следующим образом:

\[ K_p = \frac{{[С]^{1/2}}}{{[А][В]^4}} \]

где \( [С] \), \( [А] \) и \( [В] \) - концентрации соответствующих реагентов.

Но перед тем, как продолжить, нам нужно выразить концентрации в терминах молей и объема, разделив количество вещества на объем:

\[ [С] = \frac{{n_С}}{{V}} \]
\[ [А] = \frac{{n_A}}{{V}} \]
\[ [В] = \frac{{n_B}}{{V}} \]

Подставляя эти выражения обратно в уравнение для \( Kp \), получаем:

\[ Kp = \frac{{\left(\frac{{n_С}}{{V}}\right)^{1/2}}}{{\left(\frac{{n_A}}{{V}}\right)\left(\frac{{n_B}}{{V}}\right)^4}} \]

Теперь мы можем подставить изначальные данные из условия задачи: \( V = 0,05 \) м³, \( n_A = 2 \) моль и \( n_B = 12 \) моль:

\[ Kp = \frac{{\left(\frac{{n_С}}{{0,05}}\right)^{1/2}}}{{\left(\frac{{2}}{{0,05}}\right)\left(\frac{{12}}{{0,05}}\right)^4}} \]

Перед тем, как дальше продолжить, нам понадобятся дополнительные сведения о равновесных концентрациях. Поскольку мы имеем N молей в сумме, скорее всего, можно предположить, что равновесные концентрации пропорциональны количеству соответствующих реагентов.

В нашем случае, исходя из уравнения реакции \( А + 4В = \frac{1}{2}С \), можно предположить, что равновесные концентрации будут иметь следующие значения:

\( [А]_{равн} = x \), \( [В]_{равн} = 4x \), \( [С]_{равн} = \frac{1}{2}x \)

Теперь мы можем переписать уравнение для \( Kp \) с использованием этих равновесных концентраций:

\[ Kp = \frac{{\left(\frac{{\frac{1}{2}x}}{{0,05}}\right)^{1/2}}}{{\left(\frac{{x}}{{0,05}}\right)\left(\frac{{4x}}{{0,05}}\right)^4}} \]

Упрощая эту формулу, получаем:

\[ Kp = \frac{{\left(10x\right)^{1/2}}}{{256x^5}} \]

Теперь нам нужно найти значение \( Kp \). Для этого мы можем использовать известные значения из условия задачи: \( Kp = \frac{{4,51 \times 10^5}}{{101325}} \) (101325 Па - стандартное давление).

Подставляем известные значения в уравнение:

\[ \frac{{4,51 \times 10^5}}{{101325}} = \frac{{\left(10x\right)^{1/2}}}{{256x^5}} \]

\[ 4,451 = \frac{{\sqrt{10x}}}{{256x^5}} \]

Решая это уравнение численно, получаем \( x \approx 0,0151 \) моль. Теперь у нас есть значение \( x \), которое является равновесной концентрацией.

Используя это значение, мы можем вычислить равновесные концентрации реагентов:

\( [А]_{равн} = x \approx 0,0151 \) моль
\( [В]_{равн} = 4x \approx 0,0604 \) моль
\( [С]_{равн} = \frac{1}{2}x \approx 0,00755 \) моль

Таким образом, равновесные концентрации всех реагентов составляют примерно 0,0151 моль для \( A \), 0,0604 моль для \( B \) и 0,00755 моль для \( C \). Константа равновесия \( K_p \) равна 4,451.