Câu hỏi 7 - Mục Luyện tập trang 28

1. Nội dung câu hỏi
Cho cân bằng hoá học sau:

$CO\left(g\right) + H_{2}O\left(g\right) \rightleftharpoons C{O}_2\left(g\right) + H_2\left(g\right)$

Ở ${700}^{o}C$, hằng số cân bằng $K_C = 8,3$. Cho 1 mol khí CO và 1 mol hơi nước vào bình kín, dung tích 10 lít và giữ ở ${700}^{o}C$. Tính nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng.

2. Phương pháp giải
Dựa vào kiến thức về trạng thái cân bằng.

3. Lời giải chi tiết
Nồng độ ban đầu của khí CO là:

Nồng độ ban đầu của hơi nước $H_{2}O$ là:

$$\begin{gathered} CO\left(g\right) + H_{2}O\left(g\right) \rightleftharpoons C{O}_2\left(g\right) + H_2\left(g\right) \\ Ban đầu 0,1 0,1 0 0 \\ Phản ứng x x x x \\ Cân bằng (0,1-x) (0,1-x) x x \end{gathered}$$

Áp dụng công thức: 

$$\begin{gathered} {\mathrm{K}}_{\mathrm{C}}=\frac{\left[{\mathrm{CO}}_2\right]\left[{\mathrm{H}}_2\right]}{\left[\mathrm{CO}\right]\left[{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\right]}=\frac{\mathrm{x}·\mathrm{x}}{(0,1-\mathrm{x})(0,1-\mathrm{x})}=8,3 \\ \Rightarrow x^2 = 8,3(x^2 – 0,2x + 0,01) \\ \iff 7,3x^2 – 1,66x + 0,083 = 0 \end{gathered}$$

⇒ x = 0,074 (thoả mãn); x = 0,153 (loại do > 0,1).

Vậy ở trạng thái cân bằng: $\left[C{O}_2\right] = \left[H_2\right] = 0,074 M; \left[CO\right] = \left[H_{2}O\right] = 0,026 M$.