Chemistry Labs

問題 6

反応 HX2+IX2⇌2 HI\ce{H2 + I2 <=> 2HI} の600 °Cでの平衡定数は Kc=70.0K_c = 70.0 である。(a) 600 °Cで反応物を (i) 1 : 1 のモル比、(ii) 2 : 1 のモル比(水素がヨウ素の2倍)で混合したとき、平衡到達時にヨウ素の何%が反応するか?(b) 600 °Cでヨウ素の99 %をヨウ化水素に変換するには、ヨウ素1 molに対して何molの水素を混合すればよいか?
ステップ 2/3: 設問(a-ii):2 : 1 混合
4α2(2−α)(1−α)=70.0⇒66α2−210α+140=0⇒α=0.951  (95.1 %)\dfrac{4\alpha^2}{(2 - \alpha)(1 - \alpha)} = 70.0 \Rightarrow 66\alpha^2 - 210\alpha + 140 = 0 \Rightarrow \alpha = 0.951\;(95.1\ \%)
分析

[HX2]=c(2−α)[\ce{H2}] = c(2 - \alpha)、[IX2]=c(1−α)[\ce{I2}] = c(1 - \alpha)、[HI]=2cα[\ce{HI}] = 2c\alpha より二次方程式を解くと α=0.951\alpha = 0.951(<1< 1 の解)。水素を倍にするとルシャトリエの原理により転化率は80.7 %から95.1 %へ上昇する。