Домашние задания: Химия

Помогите решить задачу по химии

Равновесие в системе CO(г) + H2O(г) H2(г) + CO2(г) установилось при следующих концентрациях веществ, моль/л: [CO] = 0,04; [H2O] = 0,08; [CO2] = 0,08. Вычислить Кc и начальные концентрации CO и H2O.
Константа равновесия (Kc) для реакции CO(г) + H2O(г) = H2(г) + CO2(г) может быть вычислена по формуле: Kc = ([H2] * [CO2]) / ([CO] * [H2O]). Используя данные концентрации веществ в равновесии, мы можем вычислить Kc: Kc = (0.08 * 0.08) / (0.04 * 0.08) = 0.08.

Чтобы вычислить начальные концентрации CO и H2O, нам необходимо знать концентрацию H2 в равновесии. У вас есть эта информация?
Юрий Чайкин
Юрий Чайкин
11 134
Лучший ответ
Химическое уравнение реакции:

CO(г) + H2O(г) ⇌ H2(г) + CO2(г)

Выражение константы равновесия для этой реакции:

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

Нам даны концентрации в равновесии:

[CO] = 0,04 моль/л
[H2O] = 0,08 моль/л
[CO2] = 0,08 моль/л

Нам нужно найти равновесные концентрации H2 и CO2, которые мы можем рассчитать, используя выражение константы равновесия и заданные концентрации CO и H2O:

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

Кс = (х)(х) / (0,04 - х)(0,08 - х)

где x — изменение концентрации CO и H2O при равновесии.

Поскольку стехиометрия реакции говорит нам о том, что на каждый 1 моль произведенного Н2 расходуется 1 моль СО, а на каждый 1 моль произведенного СО2 расходуется 1 моль Н2О, можно предположить, что х одинаков как для СО, так и для Н2О. Давайте использовать «x» как изменение концентрации как CO, так и H2O.

Подставив заданные равновесные концентрации и предположение об х в выражение для константы равновесия, получим:

Кс = (х)(х) / (0,04 - х) (0,08 - х) = 2,0

Решая x по квадратичной формуле, получаем:

х = 0,02 моль/л

Это означает, что в равновесии концентрации CO и H2O равны:

[СО] = 0,04 - х = 0,02 моль/л
[H2O] = 0,08 - x = 0,06 моль/л

А концентрации H2 и CO2 составляют:

[H2] = [CO2] = x = 0,02 моль/л

Итак, равновесные концентрации:

[CO] = 0,02 моль/л
[H2O] = 0,06 моль/л
[H2] = 0,02 моль/л
[CO2] = 0,02 моль/л

А константа равновесия равна:

Kc = [H2][CO2] / [CO][H2O] = (0,02)(0,02)/(0,02)(0,06) = 2,0.