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 a la pregunta
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
``````````````````````````````````
[ N2 x P ] [ H2 x P ]³
Kp = (0.875 / 3.125 x 500)²
```````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````
(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