Cho phản ứng thuận nghịch sau: H2 + I2 -> 2HI. Nếu nồng độ ban đầu của H2 và I2 là 0.02 mol/l,nồng độ cân bằng của HI là 0.03 mol/l thì nồng độ cân bằng của H2 và hằng số cân bằng là bao nhiêu?

Để giải bài toán này, chúng ta sẽ sử dụng phương pháp thiết lập bảng biến thiên nồng độ. 1. **Phương trình phản ứng**: \[ H_2 + I_2 \rightleftharpoons 2HI \] 2. **Nồng độ ban đầu**: - \([H_2]_0 = 0.02 \, \text{mol/l}\) - \([I_2]_0 = 0.02 \, \text{mol/l}\) - \([HI]_0 = 0 \, \text{mol/l}\) 3. **Nồng độ cân bằng**: - \([HI]_{eq} = 0.03 \, \text{mol/l}\) 4. **Tính toán biến thiên**: - Gọi \(x\) là số mol/l của \(H_2\) và \(I_2\) đã phản ứng. Theo phương trình phản ứng, khi \(x\) mol/l của \(H_2\) và \(I_2\) phản ứng, sẽ tạo ra \(2x\) mol/l của \(HI\). - Tại trạng thái cân bằng: - \([H_2]_{eq} = [H_2]_0 - x = 0.02 - x\) - \([I_2]_{eq} = [I_2]_0 - x = 0.02 - x\) - \([HI]_{eq} = 2x\) 5. **Từ nồng độ cân bằng của HI**: \[ 2x = 0.03 \implies x = 0.015 \, \text{mol/l} \] 6. **Tính nồng độ cân bằng của \(H_2\) và \(I_2\)**: - \([H_2]_{eq} = 0.02 - x = 0.02 - 0.015 = 0.005 \, \text{mol/l}\) - \([I_2]_{eq} = 0.02 - x = 0.02 - 0.015 = 0.005 \, \text{mol/l}\) 7. **Tính hằng số cân bằng \(K_c\)**: \[ K_c = \frac{[HI]^2}{[H_2][I_2]} = \frac{(0.03)^2}{(0.005)(0.005)} = \frac{0.0009}{0.000025} = 36 \] **Kết luận**: - Nồng độ cân bằng của \(H_2\) là \(0.005 \, \text{mol/l}\). - Hằng số cân bằng \(K_c\) là \(36\).