Question

Trong công nghiệp, hydrogen được sản xuất từ phản ứng:

CH₄ (g) + H₂O (g) ⇌ 3H₂ (g) + CO (g)

a) Tính hằng số cân bằng KC của phản ứng trên ở 760 °C.

Biết ở nhiệt độ này, tất cả các chất đều ở thể khí và nồng độ mol của CH₄, H₂O, H₂ và CO ở trạng thái cần bằng lần lượt là 0,126 M; 0,242 M; 1,150 M và 0,126 M.

b*) Ở 760 °C, giả sử ban đầu chỉ có CH₄, H₂O có nồng độ bằng nhau và bằng x M. Xác định x, biết nồng độ của H₂ ở trạng thái cân bằng là 0,6 M.

Answer 1

a) \[{{\rm{K}}_{\rm{C}}}{\rm{  =  }}\frac{{{{{\rm{[}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{]}}}^{\rm{3}}}{\rm{[CO]}}}}{{{\rm{[C}}{{\rm{H}}_{\rm{4}}}{\rm{][}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O]}}}} = \frac{{{{1,150}^3}.0,126}}{{0,126.0,242}} \approx 6,285\]

b) CH₄ (g) + H₂O (g) ⇌ 3H₂ (g) + CO (g)

Ban đầu:        x               x

Phản ứng:     0,2       ← 0,2         ← 0,6       → 0,2

Cân bằng: (x – 0,2)   (x - 0,2)          0,6            0,2

Ở 760 °C:

\[\begin{array}{l}{{\rm{K}}_{\rm{C}}}{\rm{  =  }}6,285\\ \Leftrightarrow \frac{{{{{\rm{[}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{]}}}^{\rm{3}}}{\rm{[CO]}}}}{{{\rm{[C}}{{\rm{H}}_{\rm{4}}}{\rm{][}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O]}}}} = 6,285\\ \Leftrightarrow \frac{{{{0,6}^3}.0,2}}{{(x - 0,2)(x - 0,2)}} = 6,285\\ \Rightarrow x \approx 0,283(M)\end{array}\]