[CO]=0.050 M, [H2]=0.045 M, [CO2]=0.086 M, [H2O]=0.040 M

[CO]=0.050 M, [H2]=0.045 M, [CO2]=0.086 M, [H2O]=0.040 M

 

 

686℃에서 다음과 같은 평형 과정을 생각해 보자.

CO2(g) + H2(g) ⇌ CO(g) + H2O(g)

반응 화학종의 평형 농도는 [CO] = 0.050 M, [H2] = 0.045 M, [CO2] = 0.086 M, [H2O] = 0.040 M이다.

(a) 686℃에서 이 반응의 Kc를 계산하시오.

(b) CO2를 첨가해서 CO2의 농도를 0.50 mol/L로 증가시켜 주면 평형을 다시 이룰 때, 모든 기체의 농도는 얼마인가?

 

 

Consider the following equilibrium process at 686℃:

CO2(g) + H2(g) ⇌ CO(g) + H2O(g)

The equilibrium concentrations of the reacting species are [CO] = 0.050 M, [H2] = 0.045 M, [CO2] = 0.086 M, and [H2O] = 0.040 M.

(a) Calculate Kc for the reaction at 686℃.

(b) If we add CO2 to increase its concentration to 0.50 mol/L, what will the concentrations of all the gases be when equilibrium is reestablished?

 

---------------------------------------------------

 

(a)

CO2(g) + H2(g) ⇌ CO(g) + H2O(g)

Kc = [CO][H2O] / [CO2][H2]

= [(0.050) (0.040)] / [(0.086) (0.045)]

= 0.5168

= 0.52

 

 

 

(b)

평형 계에 생성물을 추가하면,

르샤틀리에의 원리에 따라,

정반응이 일어난다.

( 설명 https://ywpop.tistory.com/2685 )

 

 

ICE 도표를 작성하면,

 

........... CO2(g) . + . H2(g) . ⇌ . CO(g) . + . H2O(g)

초기(I) ... 0.50 ....... 0.045 ...... 0.050 ..... 0.040

변화(C) ... -x ......... -x ......... +x ........ +x

평형(E) ... 0.50-x ..... 0.045-x .... 0.050+x ... 0.040+x

 

 

Kc = [CO][H2O] / [CO2][H2]

0.52 = [(0.050+x) (0.040+x)] / [(0.50-x) (0.045-x)]

0.52 = (0.002 + 0.09x + x^2) / (0.0225 – 0.545x + x^2)

0.002 + 0.09x + x^2 = 0.52(0.0225 – 0.545x + x^2)

0.002 + 0.09x + x^2 = 0.0117 – 0.2834x + 0.52x^2

0.48x^2 + 0.3734x – 0.0097 = 0

 

 

근의 공식으로 x를 계산하면,

( 계산기 https://ywpop.tistory.com/3302 )

x = 0.02516 = 0.025

 

 

[CO2] = 0.50 – 0.025 = 0.475 M

[H2] = 0.045 – 0.025 = 0.020 M

[CO] = 0.050 + 0.025 = 0.075 M

[H2O] = 0.040 + 0.025 = 0.065 M