問題 6

反応

\ce{H2 + I2 <=> 2HI}

の600 °Cでの平衡定数は

K_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 3/3: 設問(b)：99 %転化に必要なH2のモル数

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\dfrac{(1.98)^2}{(x - 0.99)(0.01)} = 70.0 \Rightarrow x - 0.99 = \dfrac{3.9204}{0.70} = 5.60 \Rightarrow x = 6.59\ \text{mol}

分析

ヨウ素1 mol、転化率0.99とすると、平衡時 $[\ce{I2}] = 0.01$ 、 $[\ce{HI}] = 1.98$ 、 $[\ce{H2}] = x - 0.99$ 。Kcに代入すると $x - 0.99 = 5.60$ より、所要の $\ce{H2}$ は $x = 6.59$ mol。