Расчет исходных концентраций и константы равновесия
Равновесие в реакции синтеза иодоводорода H2(г.) + I2(г.) = 2HI(г.) установилось при следующих концентрациях веществ: водород – 0,8 моль/л, иод – 1 моль/л, иодоводород – 1,8 моль/л. Определите исходные концентрации иода и водорода и рассчитайте константу равновесия.
Дано
`[H_2]_text{равн.} = 0.8 text{ моль/л}`
`[I_2]_text{равн.} = 1 text{ моль/л}`
`[HI]_text{равн.} = 1.8 text{ моль/л}`
Найти
`[H_2]_text{нач.} = text{ ?}`
`[I_2]_text{нач.} = text{ ?}`
`K_р = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции:
`H_2 + I_2 ⇄ 2HI`
Найдём изменение концентрации HI по сравнению с начальной:
`Δ[HI] = [HI]_text{равн.} - [HI]_text{нач.} = 1.8 - 0 = 1.8 text{ моль/л}`
Согласно уравнению реакции, на образование 2 моль HI расходуется по 1 моль H₂ и I₂. Следовательно:
`Δ[H_2] = Δ[I_2] = (Δ[HI])/2 = 1.8/2 = 0.9 text{ моль/л}`
Найдём начальные концентрации водорода и иода:
`[H_2]_text{нач.} = [H_2]_text{равн.} + Δ[H_2] = 0.8 + 0.9 = 1.7 text{ моль/л}`
`[I_2]_text{нач.} = [I_2]_text{равн.} + Δ[I_2] = 1 + 0.9 = 1.9 text{ моль/л}`
Рассчитаем константу равновесия:
`K_р = ([HI]_text{равн.}^2)/([H_2]_text{равн.}*[I_2]_text{равн.}) = (1.8^2)/(0.8*1) = 3.24/0.8 = 4.05`
Ответ
`[H_2]_text{нач.} = 1.7 text{ моль/л}`
`[I_2]_text{нач.} = 1.9 text{ моль/л}`
`K_р = 4.05`