Ở 800oC, hằng số cân bằng của phản ứng: CO(g) + H2O(g) ⇌ CO2(g) + H2(g) : Hằng số cân bằng KC =1. Nồng độ ban đầu của CO là 0,2 M và H2O là 0,8 M. Nồng độ H2 tại thời điểm cân bằng là?

Để giải bài toán này, chúng ta sẽ sử dụng phương pháp thiết lập bảng biến thiên nồng độ. 1. **Viết phương trình phản ứng và hằng số cân bằng:** \[ CO(g) + H2O(g) ⇌ CO2(g) + H2(g) \] Hằng số cân bằng \( K_C = 1 \). 2. **Thiết lập bảng nồng độ:** - Nồng độ ban đầu: - \([CO]_0 = 0.2 \, M\) - \([H2O]_0 = 0.8 \, M\) - \([CO2]_0 = 0 \, M\) - \([H2]_0 = 0 \, M\) - Biến thiên nồng độ: - Giả sử phản ứng tiến hành một lượng \( x \) mol/lit của \( CO \) và \( H2O \) phản ứng. - Khi đó, nồng độ tại thời điểm cân bằng sẽ là: - \([CO] = 0.2 - x\) - \([H2O] = 0.8 - x\) - \([CO2] = x\) - \([H2] = x\) 3. **Thiết lập phương trình hằng số cân bằng:** \[ K_C = \frac{[CO2][H2]}{[CO][H2O]} = 1 \] Thay nồng độ vào phương trình: \[ 1 = \frac{x \cdot x}{(0.2 - x)(0.8 - x)} \] \[ 1 = \frac{x^2}{(0.2 - x)(0.8 - x)} \] 4. **Giải phương trình:** Nhân chéo: \[ (0.2 - x)(0.8 - x) = x^2 \] Mở rộng: \[ 0.16 - 1.0x + x^2 = x^2 \] Rút gọn: \[ 0.16 - 1.0x = 0 \] Giải phương trình: \[ x = 0.16 \] 5. **Tính nồng độ H2 tại thời điểm cân bằng:** \[ [H2] = x = 0.16 \, M \] Vậy nồng độ H2 tại thời điểm cân bằng là **0.16 M**.