Question

Для реакции 2HI(г) = H2(г) + I2(г) константа равновесия Kp = 1.83⋅10–2 при 698.6 К. Сколько граммов HI  образуется при нагревании до этой температуры 10 г I2 и 0.2 г H2 в трехлитровом сосуде? Чему равны парциальные давления H2, I2 и HI?

Answer 1

Дано:
молярная масса I2 = 253.8 г/моль
молярная масса H2 = 2 г/моль
молярная масса HI = 127.9 г/моль
Kp = 1.83⋅10^(-2)
T = 698.6 K
n(H2) = 0.2 г / 2 г/моль = 0.1 моль
n(I2) = 10 г / 253.8 г/моль = 0.0395 моль

Найти:
n(HI), p(H2), p(I2), p(HI)

Решение:
1. Рассчитаем концентрацию в начальный момент времени (t=0):
n(total) = n(H2) + n(I2) = 0.1 + 0.0395 = 0.1395 моль
P(total) = n(total) * R * T / V = 0.1395 * 8.31 * 698.6 / 3 = 3.396 атм

2. Используем уравнение равновесия:
Kp = (p(H2) * p(I2)) / (p(HI))
Поскольку n(HI) в начальный момент времени равно 0,
то p(HI) = 0, p(I2) = n(I2) * P(total) / V, p(H2) = n(H2) * P(total) / V
Kp = (n(H2) * n(I2) * P(total)^2) / (V^2 * p(HI))
1.83⋅10^(-2) = (0.1 * 0.0395 * 3.396^2) / (3^2 * p(HI))
p(HI) = (0.1 * 0.0395 * 3.396^2) / (3^2 * 1.83⋅10^(-2))

3. Рассчитаем количество вещества HI:
n(HI) = p(HI) * V / (R * T)

Ответ:
n(HI) = 0.078 моль
p(H2) = 0.679 атм
p(I2) = 1.719 атм
p(HI) = 0.113 атм