2.00 bar equimolar mixture CO and H2 1.29 bar equilibrium Kp at 400 K

2.00 bar equimolar mixture CO and H2 1.29 bar equilibrium Kp at 400 K

 

 

Carbon monoxide reacts with hydrogen in the presence of a catalyst to give methanol:

CO(g) + 2H2(g) ⇌ CH3OH(g)

A metal container at 400 K is charged with 2.00 bar of an equimolar mixture of CO and H2.

A catalyst for the reaction is introduced and the pressure falls to 1.29 bar once equilibrium is achieved.

What is Kp for this reaction at 400 K?

 

 

촉매 존재 하에서 일산화탄소는 수소와 반응하여 메탄올을 생성한다.

CO(g) + 2H2(g) ⇌ CH3OH(g)

400 K의 금속 용기에 2.00 bar의 CO와 H2 혼합물이 각각 같은 몰수로 채워져 있다.

반응을 위한 촉매가 추가되고 평형에 도달하면 압력은 1.29 bar로 떨어진다.

400 K에서 이 반응의 Kp는 얼마인가?

 

 

 

CO와 H2, 각각 같은 몰수(equimolar)이므로,

CO와 H2, 각각의 몰분율은 0.5

 

따라서 반응 전,

CO와 H2, 각각의 분압은 1.00 bar

( 참고: 돌턴의 분압법칙 https://ywpop.tistory.com/48 )

 

 

 

ICE 도표를 작성하면,

............ CO(g) + 2H2(g) ⇌ CH3OH(g)

초기(bar): 1.00 ... 1.00 ... 0

변화(bar): –x ... –2x ... +x

평형(bar): 1.00–x ... 1.00–2x ... x

 

 

 

평형에서 전체 압력 = 1.29 bar 이므로,

(1.00–x) + (1.00–2x) + x = 1.29

 

2.00 – 2x = 1.29

 

2x = 2.00 – 1.29 = 0.71

 

x = 0.71 / 2 = 0.355

 

 

 

평형에서,

P_CO = 1.00–x

= 1.00 – 0.355 = 0.645

 

P_H2 = 1.00–2x

= 1.00 – 2(0.355) = 0.29

 

P_CH3OH = x = 0.355

 

 

 

Kp = (P_CH3OH) / ((P_CO) (P_H2)^2)

= (0.355) / ((0.645) (0.29)^2)

= 6.54

 

 

 

답: Kp = 6.54

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/470748 ]

500 K에서 10.00 L 용기에 들어 있는 평형 혼합물 중에는 CH3OH 0.050 mol, CO 0.850 mol, H2 0.750 mol이 있다. 이 온도에서 Kc를 계산하시오.

 

 

 

[키워드] CO(g) + 2H2(g) ⇌ CH3OH(g) 평형 기준