En un recipiente de 0.4 L se introduce un mol de N2 y 3 mol de H2 a la temperatura de 780 k cuando se establece el equilibrio para la reacción N2+3H2---- 2NH3 se tiene una mezcla de 28% en un mol de NH3 determine el número de moles de cada componente en el equilibrio
La presión final del sistema
El valor de la constante de equilibrio
Respuestas
En un recipiente de 0.4 L se introduce un mol de N2 y 3 mol de H2 a la temperatura de 780 k cuando se establece el equilibrio para la reacción se tiene una mezcla de 28% en un mol de NH3
a) determine el número de moles de cada componente en el equilibrio
b) La presión final del sistema
c) El valor de la constante de equilibrio
N2 + 3H2 → 2NH3
n iniciales 1 3 0
n reacción -x 3x 2x
n equilibrio 1 - x 3 - 3x 2x
a)
1. calcular moles totales
n totales (nt) = (1 - x) + (3 - 3x) = 2x
1 - x + 3 - 3x = 2x
2. calcular la fracción molar de NH3 en el equilibrio
XHN3 = nHN3 /nt 28%/100 = 0.28
4 - 2x) 0.28 = 2x
1.12 - 0.56x = 2x ⇒ 1.12 = 0.56x + 2x
⇒ 1.12 = 2.56x despejar x
x = 0.4375
b) calcular número de moles de cada componente en el equilibrio
n N2 = 1 - x ⇒ nN2 = 1 - 0.4375 = 0.562 moles
n H2 = 3 - 3x ⇒ nH2 = 3 - 3(0.4375) = 1.687 moles
n NH3 = 2x ⇒ nNH3 = 2(0.4375) = 0.875 moles
4. calcular moles totales
n t = ( 0.562 moles + 1.687 moles + 0.875 moles) = 3.124 moles
c) calcular Presion final del sistema, aplicando la Ley de los gases ideales
V x P = n x R x T
N = 3.124 moles
T = 780 K
R = 0.0821 (L atm/mol K)
V = 0.4 L
P = (3.124 moles x 0.0821 (L atm/mol K) x 780 K) 0.4 L
P = 500 atm
d) calcular el valor de la constante de equilibrio
Kp = [ NH3 x P ]²
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[ N2 x P ] [ H2 x P ]³
Kp = (0.875 / 3.125 x 500)²
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(0.562 /3.125) x 500) (1.686 / 3.125) x 500)³
Kp = (140)²
``````````````````````````
(90 ) x (270)³
Kp = 19600
``````````````````````````````
90 x 19683000