Каков равновесный состав газовой смеси в мольных долях для реакции Fe3O4(тв) + 4CO(газ) ⇄ 3Fe(тв) + 4CO2(газ), если константа равновесия равна 4,42?

Химия Университет Химическое равновесие равновесный состав газовая смесь мольные доли реакция константа равновесия Fe3O4 CO Fe CO2 Новый

Для нахождения равновесного состава газовой смеси в мольных долях для данной реакции, нам необходимо использовать выражение для константы равновесия (K). Давайте разберем шаги решения этой задачи:

1. Запишем уравнение реакции:
• Fe3O4(тв) + 4CO(газ) ⇄ 3Fe(тв) + 4CO2(газ)
2. Определим выражение для константы равновесия:
• Константа равновесия K для данной реакции определяется как:
• K = (p(CO2)^4) / (p(CO)^4)
• где p(CO2) и p(CO) - парциальные давления CO2 и CO соответственно.
3. Подставим известное значение константы равновесия:
• K = 4,42
• Тогда у нас есть уравнение: 4,42 = (p(CO2)^4) / (p(CO)^4)
4. Обозначим переменные:
• Предположим, что на начальном этапе у нас есть x моль CO и 0 моль CO2.
• После достижения равновесия, количество CO уменьшится на 4y (где y - моль CO, который реагирует), а количество CO2 увеличится на 4y.
• Тогда на равновесии:
• p(CO) = x - 4y
• p(CO2) = 4y
• Подставим эти выражения в уравнение для K:
• 4,42 = (4y)^4 / (x - 4y)^4
• Решим уравнение:
• Упростим уравнение:
• 4,42 = 256y^4 / (x - 4y)^4
• Теперь можно выразить y через x:
• 256y^4 = 4,42 * (x - 4y)^4
• Решив это уравнение, мы можем найти значения y и x.
• Найдем мольные доли:
• Мольная доля CO2 на равновесии:
• ω(CO2) = p(CO2) / (p(CO) + p(CO2))
• Мольная доля CO:
• ω(CO) = p(CO) / (p(CO) + p(CO2))

Таким образом, чтобы получить равновесный состав газовой смеси, необходимо решить уравнение, подставив значения для y и x, и затем вычислить мольные доли CO и CO2. Если у вас есть конкретные начальные условия (например, начальное количество CO), мы можем продолжить расчет.