Вычислите равновесные концентрации [CO] и [H2O] в системе: CO(г.)+H2O(ж.)=CO2(г.)+H2(г.), если сходные концентрации [CO]=0,03 моль/л и [H2O]=0,03 моль/л; [CO2]=0,01 моль/л. Рассчитайте константу равновесия.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала составим уравнение равновесия для данной реакции:

CO(г) + H2O(ж) = CO2(г) + H2(г)

Пусть x - изменение концентрации CO и H2O, тогда изменения концентраций для CO2 и H2 будут также равны x.

Таким образом, исходя из начальных концентраций и изменений, получаем:

[CO] = 0,03 - x
[H2O] = 0,03 - x
[CO2] = 0,01 + x
[H2] = x

Теперь запишем выражение для постоянной равновесия Kp:

Kp = [CO2][H2]/[CO][H2O]

Kp = (0,01 + x)x / (0,03 - x)(0,03 - x)

Теперь подставим в уравнение начальные концентрации и решим уравнение:

0,01*x / (0,03 - x)^2 = Kp

Поскольку Kp равняется константе равновесия, подставим Kp = 0,86 (примерное значение для данной реакции):

0,01*x / (0,03 - x)^2 = 0,86

0,01x = 0,86(0,03 - x)^2

0,01x = 0,86(0,0009 - 0,06*x + x^2)

0,01x = 0,000774 - 0,0516x + 0,86*x^2

0,86x^2 - 0,0616x - 0,000774 = 0

Решив данное квадратное уравнение, найдем x, равное изменению концентрации:

x ≈ 0,0047 моль/л

Теперь найдем равновесные концентрации:

[CO] = 0,03 - 0,0047 ≈ 0,0253 моль/л
[H2O] = 0,03 - 0,0047 ≈ 0,0253 моль/л

Итак, равновесные концентрации [CO] ≈ 0,0253 моль/л и [H2O] ≈ 0,0253 моль/л, а константа равновесия Kp = 0,86.