Рассчитать равновесную степень превращения оксида углерода Xр в газофазной реакции СО + Н2О = СО2 + Н2, протекающей при давлении 0,5 МПа. Исходное реагенты взяты в стехиометрическом соотношении. Константа равновесия реакции k = 8. Найти также мольное отношение Н2О:СО, необходимое для увеличения Xp на 10%.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для рассчета равновесной степени превращения оксида углерода Xр воспользуемся уравнением Вант-Гофа:

Kp = (P_CO2 P_H2) / (P_CO P_H2O)

где Kp - константа равновесия реакции, P_CO2, P_H2 - давления соответствующих продуктов, P_CO, P_H2O - давления соответствующих реагентов. Так как исходные реагенты взяты в стехиометрическом соотношении, то P_CO = P_H2O.

Также из условия задачи известно, что P_CO + P_CO2 = P, где P = 0,5 МПа - полное давление.

Подставляем известные данные в уравнение:

8 = (Xр Xр) / ((0.5 - Xр) (0.5 - Xр))

Решая это уравнение, найдем значение Xр, которое составит около 0,18.

Теперь, чтобы увеличить Xр на 10%, найдем мольное отношение Н2О:СО, которое нужно изменить. Для этого увеличим количество Н2O на 10%:

(X_CO / 0.5) / (X_H2O / 0.5 * 1.1) = 0.18

Решая это уравнение, получим нужное отношение Н2О:СО, которое составит примерно 3.13.