H2(g) + I2(g) ⇌ 2HI(g) Kc 54.3 at 430℃ [HI] 0.040 M

H2(g) + I2(g) ⇌ 2HI(g) Kc 54.3 at 430℃ [HI] 0.040 M

반응물의 초기농도 = 0 인 경우

 

 

430℃에서 1.00 L 스테인리스 강철 플라스크 안의

HI의 초기 농도가 0.040 M일 때,

평형에서 H2, I2, HI의 농도를 계산하시오.

같은 온도에서 H2(g) + I2(g) ⇌ 2HI(g) 반응의

평형 상수 Kc는 54.3이다.

 

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▶ 참고: 제15장 화학 평형. 목차

[ https://ywpop.tistory.com/15313 ]

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[그림] H2(g) + I2(g) ⇌ 2HI(g) 반응의 일반적인 ICE 도표와 평형상수식.

 

 

 

 

ICE 도표를 작성하면,

 

 

 

 

Kc = [HI]^2 / [H2][I2] = 54.3

 

(0.040 – 2x)^2 / (x)^2 = 54.3

 

[(0.040 – 2x) / (x)]^2 = 54.3

 

(0.040 – 2x) / (x) = 54.3^(1/2) = 7.37

 

0.040 – 2x = 7.37x

 

x = 0.040 / 9.37 = 0.00427 M = [H2] = [I2]

 

0.040 – 2x = 0.040 – 2(0.0042) = 0.0316 M = [HI]

 

 

 

답: [H2] = [I2] = 4.27×10^(-3) M, [HI] = 3.16×10^(-2) M

 

 

 

 

[참고] 근의 공식으로 x 계산

(0.040–2x)^2 / (x)^2 = 54.3

 

0.040^2 – (2)(0.040)(2x) + 4x^2 = 54.3x^2

 

50.3x^2 + (2)(0.040)(2)x – 0.040^2 = 0

 

 

근의 공식으로 x를 계산하면,

( 참고: 근의 공식 계산기 https://ywpop.tistory.com/3302 )

 

x = 4.27×10^(-3)

 

 

 

 

[참고] 역수를 취해 구해도 된다.

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4154 )

 

그러면 반응식도 역반응을 취해야 하고,

2HI(g) ⇌ H2(g) + I2(g)

 

평형에서의 농도도

(0.040–2x) ... x ... x 가 되어,

 

평형 상수식은

(x)^2 / (0.040–2x)^2 = 1 / 54.3 이 되는데,

 

(0.040–2x)^2 / (x)^2 = 54.3 이것과 같다.

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/6300 ] H2(g) + I2(g) ⇌ 2HI(g) Kc 54.3 at 430℃ H2 0.750 mol 1.00 L

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/15353 ] 25℃ K = 0.090 H2O(g) + Cl2O(g) ⇌ 2HOCl(g) 1.0 mol HOCl 2.0 L

 

 

 

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