Rozwiązane

W celu otrzymania tlenku węgla II w naczyniu reakcyjnym o pojemności 1dm3 umieszczono tlenek wegla IV i wodór,zmieszane w stosunku masowym 11:2. Łączna liczba moli obu substratów w chwili zmieszania reagentów wynosiła 0,3125. Oblicz molowy skład zawartości naczynia reakcyjnego w chwili ustalenia się stanu równowagi. Kc=0,25.



Odpowiedź :

Basia

Odpowiedź:

Wyjaśnienie:

Dane:                                                              Szukane:

mCO₂/mH₂ = 11 : 2                            skład molowy w równowadze=?

M₁ CO₂= 44g/mol

M₂ H₂ = 2g/mol

ns (sumaryczne) = 0,3125mol

V = 1dm³

K = 0,25

  • Obliczmy ilość moli reagentów na początku:

n CO₂ = n₁

n₁ = m₁/M

m₁ = n₁*M₁ = n₁*44/mol

n H₂ = n₂

n₂ = m₂ * M₂

m₂ = n₂*2g/mol

m₁/m₂ = 11/2

n₁ + n₂ = 0,3125

n₁*M₁/n₂*M₂ = 11/2

n₁*44/(0,3125 - n1)*2 = 11/2 |*2

44*n₁ = 11*(0,3125 - n₁)

55n₁ = 3,4375

n₁ =0,0625 mola CO₂

n₂ = 0,3125 - 0,0625

n₂ = 0,25 mola H₂

  • Obliczmy stężenia początkowe reagentów:

[CO2]pocz =n /V

[CO₂]pocz. = 0,065/1 = 0,0625mol/dm³

[H2]pocz. = n/V

[H₂]pocz. =0,25/1 = 0,25mol/dm³

  • W stanie równowagi:

[CO]rów.= x

[H₂O]rów.= x

[CO₂]rów.=[CO₂]pocz.- x= (0,0625 - x)

[H₂]rów. = [H₂]pocz. - x = (0,25 - x)

  • Podstawmy do wzoru na stałą równowagi:

K=[CO]*[H₂O]/[CO₂]*[H₂]

0,25 = x²/(0,0625-x)(0,25-x)

1/4 =  x²/(0,0625-x)(0,25-x)

4x² =(0,0625-x)(0,25-x)

4x² = 0,0156 - 0,0625x - 0,25x + x²

3x² + 0,3125x - 0,0156 = 0

Δ= b² - 4*a*c

Δ = (0,3125)²  -4*3*(-0,0156) = 0,09766 + 0,1872 = 0,28486

√Δ = 0,534

x₁ = (-b-√Δ)/2a

x₁ < 0 nie spełnia

x₂ = (-b+√Δ)/2a

x₂ = (-0,3125 +0,534)/6 = 0,037

x = x₂

  • Ustalmy stężenia równowagowe reagentów:

[CO]rów.= x = 0,037mol/dm³

[H₂O]rów.= x = 0,037mol/dm³

[CO₂]rów.= [CO₂]pocz.- x = (0,0625 - x) = 0,0255mol/dm³

[H₂]rów. = [H₂]pocz. - x = (0,25 - x) = 0,213mol/dm³

  • Obliczmy ilości moli reagentów w stanie równowagi:

V = 1 dm³

n = Cm*V

n COrów. = 0,037mol/dm³*1dm³ = 0,037mol

n H₂Orów.= 0,037mol/dm³*1dm³ = 0,037mol

n CO₂rów. = 0,0255mol/dm³*1dm³ = 0,0255mol

n H₂rów.= 0,213mol/dm³*1dm³ = 0,213mol

Inne Pytanie