Как решить задачу Вычислить равновесные концентрации исходных веществ в системе CH4+H2O=CO+3H2, если константа равновесия 1,5, концентрация до начала реакции CH4=1,2 моль/л, H2O=1,8 моль/л.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи, сначала определим уравнение равновесия для данной реакции:

Kc = [CO] [H2]^3 / [CH4] [H2O]

С учетом того, что до начала реакции концентрации CH4 и H2O равны 1.2 моль/л и 1.8 моль/л соответственно, обозначим x - изменение концентрации веществ. Тогда после наступления равновесия концентрации будут равны:

[CH4] = 1.2 - x
[H2O] = 1.8 - x
[CO] = x
[H2] = 3x

Подставим все данные в уравнение равновесия и решим его:

1.5 = x (3x)^3 / (1.2 - x) (1.8 - x)

1.5 = 27x^4 / (1.2 - x) * (1.8 - x)

1.5 = 27x^4 / (2.16 - 1.8x - 1.2x + x^2)

1.5 = 27x^4 / (2.16 - 3x + x^2)

1.5 = 27x^4 / (2.16 - 3x + x^2)

1.5 = 27x^4 / (2.16 - 3x + x^2)

x ≈ 0.328 моль/л

Таким образом, после наступления равновесия концентрации веществ будут примерно следующими:

[CH4] ≈ 0.872 моль/л
[H2O] ≈ 1.472 моль/л
[CO] ≈ 0.328 моль/л
[H2] ≈ 0.984 моль/л