平衡浓度示例问题
这个示例问题演示了如何从初始条件和反应的平衡常数计算平衡浓度。此平衡常数示例涉及具有“小”平衡常数的反应。
问题:
将0.50摩尔的N2气体与0.86摩尔的O2气体在2000 K的2.00 L储罐中混合。这两种气体通过N2（g）+O2（g）反应生成一氧化氮气体↔ 2 NO（g）。每种气体的平衡浓度是多少？给定值：2000 K时K=4.1 x 10-4
解决方案：
步骤1-找到初始浓度：
[N2]o=0.50 mol/2.00 L
[N2]o=0.25米
[O2]o=0.86 mol/2.00 L
[O2]o=0.43米
[NO]o=0米
第2步-使用关于K的假设找到平衡浓度：
平衡常数K是产物与反应物的比率。如果K是一个很小的数字，你会认为反应物比产物多。在这种情况下，K=4.1 x 10-4是一个小数字。事实上，这个比率表明反应物是产物的2439倍。
我们可以假设很少的N2和O2会反应生成NO。如果使用的N2和O2的量为X，则只会生成2倍的NO。
这意味着在平衡状态下，浓度为
[N2]=[N2]o-X=0.25 M-X[O2]=[O2]o-X=0.43 M-X[NO]=2X如果我们假设X与反应物的浓度相比可以忽略，我们可以忽略它们对浓度的影响[N2]=0.25 M-0=0.25 M[O2]=0.43 M-0=0.43 M在平衡常数的表达式中替换这些值2/（0.25）（0.43）4.1 x 10-4=4X2/0.10754.41 x 10-5=4X21.10 x 10-5=X23.32 x 10-3=x将x代入平衡浓度表达式[N2]=0.25 M[O2]=0.43 M[NO]=2X=6.64 x 10-3 M步骤3-测试你的假设：当你做出假设时，你应该测试你的假设并检查你的答案。该假设适用于反应物浓度5%范围内的X值。X是否小于0.25 M的5%？是-它是0.25 M的1.33%？小于0.43 M的5%？它是0.43 M的0.7%？将你的答案重新推回到平衡常数方程K=[NO]2/[N2][O2]K=（6.64 X 10-3 M）2/（0.25 M）（0.43 M）K=4.1 x 10-4 K的值与问题开始时给出的值一致。这一假设被证明是有效的。如果X的值大于浓度的5%，则必须使用二次方程，如本示例问题所示。
答复:
反应的平衡浓度为[N2]=0.25 M[O2]=0.43 M[NO]=6.64 x 10-3 M
- 发表于 2021-10-04 04:52
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- 分类：化学
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