Dane:

$V=3d{m}^3$  

$n_{p\left(C{O}_2\right)}=7,5mol$  

$n_{p\left(H_2\right)}=7,5mol$  

$n_{k\left(H_2\right)}=3mol$  

Szukane:

$K=?$  

Równanie reakcji:

$C{O}_{2\left(g\right)}+3H_{2\left(g\right)}\to C{H}_{3}O{H}_{\left(g\right)}+H_2{O}_{\left(g\right)}$  

W pierwszej kolejności na podstwaie liczby moli reagentów i objętość reaktora, liczymy ich początkowe stężenia : 

$Cm=\frac{n}{V}$  

$C{m}_{C{O}_2}=\frac{7,5mol}{3d{m}^3}=2,5\frac{mol}{d{m}^3}$  

$C{m}_{H_2}=\frac{7,5mol}{3d{m}^3}=2,5\frac{mol}{d{m}^3}$  

Na początku stężenia  produktów wynoszą 0. 

Wiedząc, ile moli substratów pozostało w reaktorze, można obliczyć ile moli produktów powstało (na podstawie równania reakcji), oraz stężenia równowagowe reagentów.

Stężenia w stanie równowagi:

$C{m}_{k\left(H_2\right)}=\frac{3mol}{3d{m}^3}=1\frac{mol}{d{m}^3}$  

$2,5\frac{mol}{d{m}^3}-3x=1\frac{mol}{d{m}^3}$  

$x=0,5\frac{mol}{d{m}^3}$  

$C{m}_{k\left(C{O}_2\right)}=2,5\frac{mol}{d{m}^3}-0,5\frac{mol}{d{m}^3}=2\frac{mol}{d{m}^3}$  

reagenty	CO2	3H2	CH3OH	H2O
stężenia początkowe (Cp)	2,5	2,5	0	0
zmiana stęzeń	-x	-3x	x	x
stężenia w stanie równowagi (Cmk)	2	1	0,5	0,5

Liczymy wartość stężeniowej stałej równowagi:

$K=\frac{\left[C{H}_3\right]\left[H_{2}O\right]}{\left[C{O}_2\right]{\left[H_2\right]}^3}$  

$K=\frac{0,5\frac{mol}{d{m}^3}\cdot 0,5\frac{mol}{d{m}^3}}{2\frac{mol}{d{m}^3}\cdot 1^3\frac{mol}{d{m}^3}}=0,125$  

Odpowiedź:

Stała równowagi reakcji wynosi 0,125.