Câu 2. Một bình phản ứng có dung tích không đổi, chứa hỗn hợp khí N2 và H2 với nồng độ tương ứng là 0,3M và 0,7M. Sau khi phản ứng tổng hợp NH3 đạt trạng thái cân bằng ở t°C, H₂ chiếm 50% thể tích hỗn hợp thu được Tính giá trị hằng số cân bằng Kc.
Quảng cáo
1 câu trả lời 389
\[
N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g)
\]
- Ban đầu, giả sử bình phản ứng có thể tích không đổi, ta có số mol ban đầu của \( N_2 \) và \( H_2 \) như sau:
- \( n_{N_2} = 0,3 \) mol/L
- \( n_{H_2} = 0,7 \) mol/L
Sau khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng, một phần của H₂ và N₂ đã phản ứng để tạo ra NH₃.
Giả sử x mol/L là số mol của \( N_2 \) phản ứng (do tỉ lệ phản ứng là 1:3, ta có 3x mol H₂ phản ứng).
Khi đó, số mol tại thời điểm cân bằng là:
- \( N_2 \): \( 0,3 - x \)
- \( H_2 \): \( 0,7 - 3x \)
- \( NH_3 \): \( 2x \)
- Tổng thể tích của khí tại trạng thái cân bằng là tổng thể tích của các khí \( N_2 \), \( H_2 \), và \( NH_3 \). Tuy nhiên, tỷ lệ thể tích của khí này với số mol là tương ứng với số mol, do thể tích không đổi và khí lý tưởng.
- Theo đề bài, H₂ chiếm 50% thể tích khí, nghĩa là tỉ lệ thể tích của H₂ trong hỗn hợp khí tại trạng thái cân bằng là 50%. Do đó, tỉ lệ thể tích của các khí sẽ tỉ lệ với số mol của chúng.
- Tổng số mol khí tại cân bằng là:
\[
\text{Tổng mol khí} = (0,3 - x) + (0,7 - 3x) + 2x = 1 - 2x
\]
- Tỉ lệ mol của \( H_2 \) trong hỗn hợp khí là:
\[
\frac{0,7 - 3x}{1 - 2x} = 0,5
\]
Giải phương trình trên:
\[
0,7 - 3x = 0,5(1 - 2x)
\]
\[
0,7 - 3x = 0,5 - x
\]
\[
0,7 - 0,5 = 3x - x
\]
\[
0,2 = 2x
\]
\[
x = 0,1
\]
- \( N_2 \): \( 0,3 - x = 0,3 - 0,1 = 0,2 \) mol/L
- \( H_2 \): \( 0,7 - 3x = 0,7 - 0,3 = 0,4 \) mol/L
- \( NH_3 \): \( 2x = 2 \times 0,1 = 0,2 \) mol/L
Hằng số cân bằng \( K_c \) được tính bằng công thức:
\[
K_c = \frac{[NH_3]^2}{[N_2][H_2]^3}
\]
Thay giá trị vào công thức:
\[
K_c = \frac{(0,2)^2}{(0,2)(0,4)^3}
\]
\[
K_c = \frac{0,04}{0,2 \times 0,064} = \frac{0,04}{0,0128} = 3,125
\]
Hằng số cân bằng \( K_c \) của phản ứng này là 3,125.
Quảng cáo
Bạn cần hỏi gì?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
Đã trả lời bởi chuyên gia
104709 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
89971 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
68961 -
Hỏi từ APP VIETJACK65023
-
Đã trả lời bởi chuyên gia
64161 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
55680 -
Hỏi từ APP VIETJACK45115
-
Hỏi từ APP VIETJACK
Đã trả lời bởi chuyên gia
43558
