Cho phản ứng thuận nghịch sau: H2 + I2 -> 2HI.Nếu nồng độ ban đầu của H2 và I2 là 0.02 mol/l,nồng độ cân bằng của HI là 0.03 mol/l thì nồng độ cân bằng của H2 và hằng số cân bằng là bao nhiêu

Để giải bài tập này, ta sử dụng phương trình phản ứng thuận nghịch đã cho là:

H2 + I2 ↔ 2HI

Ta xét nồng độ ban đầu của H2 và I2 đều là 0.02 mol/l và nồng độ cân bằng của HI là 0.03 mol/l.

1. Thiết lập bảng nồng độ:
- Trước phản ứng (nồng độ ban đầu):
- [H2] = 0.02 mol/l
- [I2] = 0.02 mol/l
- [HI] = 0 mol/l
- Trong suốt quá trình phản ứng:
- Khi phản ứng tiến hành, nồng độ của H2 và I2 sẽ giảm đi và nồng độ của HI sẽ tăng lên.

Gọi x là lượng H2 và I2 phản ứng. Theo phương trình phản ứng, số mol của HI sinh ra sẽ gấp đôi số mol của H2 và I2 đã phản ứng. Do đó, ta có:
- [H2] = 0.02 - x
- [I2] = 0.02 - x
- [HI] = 0 + 2x

2. Tại thời điểm cân bằng:
- Biết được nồng độ của HI tại cân bằng là 0.03 mol/l, từ đó ta có:
- 2x = 0.03
- => x = 0.03 / 2 = 0.015 mol/l

3. Tính nồng độ cân bằng của H2 và I2:
- Từ giá trị x đã tính được, ta thay vào công thức nồng độ cân bằng của H2 và I2:
- [H2] = 0.02 - x = 0.02 - 0.015 = 0.005 mol/l
- [I2] = 0.02 - x = 0.02 - 0.015 = 0.005 mol/l

4. Xác định hằng số cân bằng K:
- Hằng số cân bằng K được tính theo công thức:
- K = [HI]^2 / ([H2][I2])
- Thay các giá trị đã biết vào công thức:
- K = (0.03)^2 / (0.005 * 0.005) = 0.0009 / 0.000025 = 36

Vì vậy, nồng độ cân bằng của H2 và I2 là 0.005 mol/l, và hằng số cân bằng K là 36.