Для решения данной задачи, я сначала определю равновесные мольные доли всех веществ в реакционном сосуде, а затем определю, куда сместится равновесие при увеличении температуры.
Из условия задачи нам известно, что вначале в реакционном сосуде присутствуют только CO и Cl2 в равных количествах. На момент достижения равновесия٫ конечная сумма мольных долей всех веществ должна быть равна единице.
Пусть χ(CO) обозначает равновесную мольную долю CO, χ(Cl2) ౼ равновесную мольную долю Cl2٫ и χ(COCl2) ⏤ равновесную мольную долю COCl2.Так как вначале присутствуют только CO и Cl2 в равных количествах٫ то на момент достижения равновесия χ(CO) χ(Cl2). Обозначим это значение как х.Таким образом٫ наша система уравнений будет выглядеть следующим образом⁚
χ(CO) χ(Cl2) χ(COCl2) 1, (уравнение 1)
χ(CO) x, (уравнение 2)
χ(Cl2) x٫ (уравнение 3)
Теперь решим систему уравнений. Подставим значение x в уравнения 2 и 3⁚
χ(CO) x,
χ(Cl2) x.Таким образом, равновесную мольную долю CO и Cl2 можно выразить через x⁚
χ(CO) x,
χ(Cl2) x.Подставим значения χ(CO) и χ(Cl2) в уравнение 1⁚
x x χ(COCl2) 1;Сократим и упростим это уравнение⁚
2x χ(COCl2) 1.Теперь найдем значение χ(COCl2) путем вычитания 2x из обоих частей уравнения⁚
χ(COCl2) 1 ౼ 2x.Таким образом, равновесные мольные доли всех веществ будут⁚
χ(CO) x,
χ(Cl2) x,
χ(COCl2) 1 ⏤ 2x.
Осталось только рассмотреть, в какую сторону сместится равновесие при увеличении температуры. Если реакция экзотермическая, то она выделяет тепло при обратимом ходе, и увеличение температуры будет приводить к смещению равновесия в сторону обратной реакции, то есть в сторону образования большего количества исходных веществ CO и Cl2.
Таким образом, при увеличении температуры равновесие в данной реакции сместится в сторону образования большего количества CO и Cl2.Чтобы завершить решение задачи, необходимо определить значение x и χ(COCl2).Для этого воспользуемся выражением для константы равновесия (Kx) и выражением для равновесной постоянной (Kc)⁚
Kc [χ(COCl2)] / [χ(CO)] * [χ(Cl2)].Из условия задачи нам известно, что Kx 1.25, поэтому⁚
1.25 [χ(COCl2)] / [x] * [x].
Учитывая, что χ(COCl2) 1 ⏤ 2x٫ получаем⁚
1.25 [1 ౼ 2x] / [x] * [x].
Упростим уравнение⁚
1.25 1 ౼ 2x.
Теперь решим это уравнение относительно x⁚
2x 1 ⏤ 1.25.
2x -0.25.
x -0.125.Так как мольные доли не могут быть отрицательными, отбросим отрицательное значение x и возьмем только положительное значение ౼ x 0.125.Таким образом, равновесные мольные доли всех веществ будут⁚
χ(CO) 0.125,
χ(Cl2) 0.125,
χ(COCl2) 1 ⏤ 2 * 0.125 0.75.
Теперь я получил равновесные мольные доли для каждого вещества⁚ χ(CO) 0.125, χ(Cl2) 0.125 и χ(COCl2) 0.75.
Для облегчения вашего понимания, я округлил значения до десятых.