Как решить задачу Вычислить равновесные концентрации исходных веществ в системе CH4+H2O=CO+3H2, если константа равновесия 1,5, концентрация до начала реакции CH4=1,2 моль/л, H2O=1,8 моль/л.
Для решения данной задачи, сначала определим уравнение равновесия для данной реакции:
Kc = COCOCOH2H2H2^3 / CH4CH4CH4H2OH2OH2O
С учетом того, что до начала реакции концентрации CH4 и H2O равны 1.2 моль/л и 1.8 моль/л соответственно, обозначим x - изменение концентрации веществ. Тогда после наступления равновесия концентрации будут равны:
CH4CH4CH4 = 1.2 - x H2OH2OH2O = 1.8 - x COCOCO = x H2H2H2 = 3x
Подставим все данные в уравнение равновесия и решим его:
1.5 = x 3x3x3x^3 / 1.2−x1.2 - x1.2−x1.8−x1.8 - x1.8−x
Для решения данной задачи, сначала определим уравнение равновесия для данной реакции:
Kc = COCOCO H2H2H2^3 / CH4CH4CH4 H2OH2OH2O
С учетом того, что до начала реакции концентрации CH4 и H2O равны 1.2 моль/л и 1.8 моль/л соответственно, обозначим x - изменение концентрации веществ. Тогда после наступления равновесия концентрации будут равны:
CH4CH4CH4 = 1.2 - x
H2OH2OH2O = 1.8 - x
COCOCO = x
H2H2H2 = 3x
Подставим все данные в уравнение равновесия и решим его:
1.5 = x 3x3x3x^3 / 1.2−x1.2 - x1.2−x 1.8−x1.8 - x1.8−x
1.5 = 27x^4 / 1.2−x1.2 - x1.2−x * 1.8−x1.8 - x1.8−x
1.5 = 27x^4 / 2.16−1.8x−1.2x+x22.16 - 1.8x - 1.2x + x^22.16−1.8x−1.2x+x2
1.5 = 27x^4 / 2.16−3x+x22.16 - 3x + x^22.16−3x+x2
1.5 = 27x^4 / 2.16−3x+x22.16 - 3x + x^22.16−3x+x2
1.5 = 27x^4 / 2.16−3x+x22.16 - 3x + x^22.16−3x+x2
x ≈ 0.328 моль/л
Таким образом, после наступления равновесия концентрации веществ будут примерно следующими:
CH4CH4CH4 ≈ 0.872 моль/л
H2OH2OH2O ≈ 1.472 моль/л
COCOCO ≈ 0.328 моль/л
H2H2H2 ≈ 0.984 моль/л