Вычислите равновесные концентрации веществ

Химическое равновесие реакции CO2 + H2 = CO + H2O установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ (моль/л): С (CO2) = 7; С (H2) = 5; С (CO) = 10; С (H2O) = 14. Равновесие системы было нарушено из-за уменьшения концентрации H2O до 11 моль/л. Вычислите равновесные концентрации веществ после сдвига равновесия.

Решение задачи

Уравнение реакции имеет вид:

равновесная химическая реакция

Из условия задачи видно, что при уменьшении концентрации H2O равновесие системы сместилось в сторону прямой реакции. Смещение равновесия системы вызвало уменьшение концентраций CO2 и H2 и увеличение концентраций CO и H2O. Все вещества в данной реакции реагируют в одинаковом соотношении, поэтому изменение концентраций всех реагирующих веществ обозначим через х моль/л.

После смещения равновесия новые равновесные концентрации реагирующих веществ стали, моль/л: С (CO2) = 7 – х; С (H2) = 5 – х; С (CO) = 10 + х; С (H2O) = 11 + х.

Константа равновесия данной реакции равна:

формула константа равновесия

Получаем:

КС = 10 ⋅ 14 /7 ⋅ 5 = 4

Используя значение КС, получаем:

4 = (10 + х) ⋅ (11 + х) /(7 – х) ⋅ (5 – х);

140 – 48х + х2 = 110 + 21х + х2

30 – 69х + 3х2 = 0

х2 -23х + 10 = 0

вычислите равновесные концентрации веществ

Первое значение х отбрасываем, так как уменьшение концентраций CO2 и H2 не может быть большим, чем исходные концентрации этих веществ. Искомое значение: х = 0,44 моль/л.

Вычислите равновесные концентрации веществ. После смещения равновесия новые равновесные концентрации реагирующих веществ стали следующие (моль/л):

С (CO2) = 7 – 0,44 = 6,56 (моль/л);

С (H2) = 5 – 0,44 = 4,56 (моль/л);

С (CO) = 10 + 0,44 = 10,44 (моль/л);

С (H2O) = 11 + 0,44 = 11,44 (моль/л).

Ответ:

равновесная концентрация CO2 стала 6,56 моль/л;

равновесная концентрация H2 стала 4,56 моль/л;

равновесная концентрация COстала 10,44 моль/л;

равновесная концентрация H2Oстала 11,44 моль/л.

Похожие задачи по химии

Оставить комментарий

*