Question

Константа равновесия гомогенной системы:CO(г)+H2O(г)=CO2(г)+H2(г) при 850° равна 1. Вычислите концентрации всех веществ (моль/л; )при равновесии, если исходные концентрации [CO]исх=3моль/л, [H2O]исх=2моль/л.

Answer 1

Для решения этой задачи нам понадобится использовать уравнение равновесия и закон действующих масс.

Уравнение равновесия для данной реакции выглядит следующим образом:

CO(г) + H2O(г) = CO2(г) + H2(г)

Согласно закону действующих масс, для данной реакции у нас есть следующие соотношения:

Kc = [CO2]eq * [H2]eq / [CO]eq * [H2O]eq

где Kc - константа равновесия, [CO2]eq, [H2]eq, [CO]eq и [H2O]eq - концентрации соответствующих веществ при равновесии.

По условию задачи, Kc равно 1. Исходные концентрации [CO]исх и [H2O]исх также известны и равны 3 моль/л и 2 моль/л соответственно.

Для решения задачи нам нужно найти концентрации [CO2]eq, [H2]eq, [CO]eq и [H2O]eq.

Решение:

Подставим известные значения в уравнение равновесия и выразим неизвестные концентрации через известные:

1 = [CO2]eq * [H2]eq / (3 * 2)

Далее, учитывая, что концентрация CO2 и H2 должна быть равна концентрации CO и H2O соответственно (согласно коэффициентам в уравнении реакции), мы можем записать:

[CO2]eq = [CO]eq [H2]eq = [H2O]eq

Теперь мы можем переписать уравнение равновесия:

1 = [CO]eq * [H2O]eq / (3 * 2)

Так как [CO]eq = [CO2]eq и [H2]eq = [H2O]eq, мы можем заменить их в уравнении:

1 = [CO]eq^2 / 6

После решения этого квадратного уравнения мы найдем концентрацию [CO]eq, а затем, используя равенство [CO]eq = [CO2]eq, мы найдем концентрацию [CO2]eq. Аналогично, используя равенство [H2]eq = [H2O]eq, мы найдем концентрацию [H2]eq и [H2O]eq.

Для вычисления концентраций нам также понадобятся начальные концентрации [CO]исх и [H2O]исх.

Подставим известные значения:

1 = ([CO]eq)^2 / (6 * 3 * 2)

6 = ([CO]eq)^2

[CO]eq = sqrt(6)

Теперь мы можем найти значения концентраций [CO2]eq, [H2]eq и [H2O]eq, используя равенства:

[CO2]eq = [CO]eq = sqrt(6) [H2]eq = [H2O]eq = sqrt(6)

Таким образом, концентрации всех веществ при равновесии будут равны sqrt(6) моль/л.