Phản ứng dưới đây đạt đến cân bằng ở 1000 K với hằng số cân bằng Kp = 10:
C (s) + CO2 (g) → 2CO (g)
(a) Tìm hàm lượng khí CO trong hỗn hợp cân bằng, biết áp suất chung của hệ là 1,5atm.
(b) Để có hàm lượng CO bằng 50% về thể tích thì áp suất chung là bao nhiêu?

Question

Phản ứng dưới đây đạt đến cân bằng ở 1000 K với hằng số cân bằng Kp = 10:
    C (s) + CO2 (g) → 2CO (g)
    (a) Tìm hàm lượng khí CO trong hỗn hợp cân bằng, biết áp suất chung của hệ là 1,5atm.
    (b) Để có hàm lượng CO bằng 50% về thể tích thì áp suất chung là bao nhiêu?

mùa đông lạnh lẽo · Accepted Answer

$ m a)$

Giả sử có $ m 1 mol$ khí $ m CO_2$

Gọi $ m a$ là số mol khí $ m CO_2$ phản ứng

$ m C(graphite)+CO_2(g)\xrightarrow{t^°}2CO(g)$

Tại trạng thái cân bằng: $\begin{cases} m CO_2:1-a\ (mol)\ m CO:2a\ (mol)\end{cases}$

$ m \sum n=1-a+2a=1+a\ (mol)$

$ m K_p=\dfrac{p_{CO}^2}{p_{CO_2}}=\dfrac{\bigg(\dfrac{2a}{1+a}\bigg)^2}{\dfrac{1-a}{1+a}}×1,5=10$

$ o m a=0,79\ (mol)$

$ o m \%n_{CO}=\dfrac{0,79×2}{1+0,79}×100\%=88,27\%$

$ m b)$

Theo đề, ta có: $\begin{cases} m \%CO=0,5\ m\%CO_2=0,5\end{cases}$

$ m K_p=\dfrac{p_{CO}^2}{p_{CO_2}}=\dfrac{(0,5)^2}{0,5}×p_2=10$

$ m o p_2=20\ (atm)$

Timi · Answer

(a) Ta có phương trình cân bằng:
    C (s) + CO2 (g) ⇌ 2CO (g)

Gọi x là số mol CO tạo ra, theo phương trình ta thấy số mol CO2 tiêu hao và số mol CO tạo ra đều bằng x. Áp suất chung của hệ là 1,5 atm nên ta có công thức tính áp suất chung:
    P = P0 + RT(n/V)
Trong đó:
    P0 là áp suất ban đầu
    R là hằng số khí lý tưởng
    T là nhiệt độ
    n/V là số mol khí trong thể tích V

Ta có biểu thức tính áp suất chung của hỗn hợp:
    P = PCO + PCO2
Với PCO và PCO2 lần lượt là áp suất riêng của CO và CO2.

Áp dụng công thức van&#x27;t Hoff, ta có:
    Kp = (PCO)^2 / (PCO2)
    
Từ đó, ta có biểu thức tính PCO:
    PCO = sqrt(Kp * PCO2)

Thay giá trị Kp = 10 và PCO2 = 1,5 - x vào biểu thức trên, ta tính được giá trị của PCO.

(b) Để có hàm lượng CO bằng 50% về thể tích, tức là V(CO)/V(hỗn hợp) = 0.5. Ta sử dụng công thức liên quan giữa áp suất và hàm lượng khí để tính được áp suất chung khi hàm lượng CO bằng 50% về thể tích.

Kết quả cuối cùng sẽ được thông qua các phép toán và kết quả thu được sẽ cho biết giá trị của áp suất chung khi hàm lượng CO bằng 50% về thể tích.

nhuphan41 · Answer

a) Giả sử có 1 mol khí $CO_2$

Gọi a là số mol khí $CO_2$ phản ứng

Phản ứng xảy ra:

$C + CO_2\mathop{\rightarrow}\limits^{to}2CO$

Tại trạng thái cân bằng

$CO_2$: 1 - a mol

CO: 2a mol

Tổng số mol n = 1 -a + 2a = 1 + a mol

$K_P = \frac{P_{CO}^2}{P_{CO2}} = \frac{(\frac{2a}{1 + a})^2}{\frac{1 - a}{1 + a}}\ldotp 1,5 = 10$

nên a = 0,79 mol

$\% n_{CO} = \frac{0,79.2}{1 + 0,79}\ldotp 100\% = 88,27\% $

b) Theo đề:

%CO = 0,5

%CO2 = 0,5

$K_P = \frac{P_{CO}^2}{P_{CO2}} = \frac{0,5^2}{0,5}\ldotp p_2 = 10$

nên $ p_2 = 20$

Phản ứng dưới đây đạt đến cân bằng ở 1000 K với hằng số cân bằng Kp = 10: C (s) + CO2 (g) → 2CO (g) (a) Tìm hàm lượng khí CO trong hỗn hợp cân bằng, biết áp suất chung của hệ là 1,5atm. (b) Để có hà...