Na podstawie danych przedstawionych w treści zadania oraz stechiometrii równania zachodzącej reakcji: 

$\mathrm{CO}{}_{\text{(g)}}+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}{}_{\text{(g)}}\rightleftarrows \mathrm{CO}{}_2{}_{\text{(g)}}+\mathrm{H}{}_2{}_{\text{(g)}}$

konstruujemy tabelę, która zbiera informacje o początkowych liczbach moli reagentów oraz o tym jak zmieniały się one podczas dążenia układu do stanu równowagi:

reagent	n0 [mol/dm3]	Δn [mol/dm3]	nrówn. [mol/dm3]
CO	30	-x	30-x
H2O	y	-x	y-x
CO2	0	+x	x
H2	0	+x	10

gdzie:

n₀ - początkowe liczby moli reagentów,

Δn - zmiana liczby moli podczas dążenia układu do stanu równowagi,

n_równ. - liczby moli reagentów w stanie równowagi.

Wyznaczamy parametr x na podstawie znajomości równowagowej ilości moli wodoru:

$x=10\left[\mathrm{mol}\right]$

Aktualizujemy tabelę:

reagent	n0 [mol/dm3]	Δn [mol/dm3]	nrówn. [mol/dm3]
CO	30	-10	20
H2O	y	-10	y-10
CO2	0	+10	10
H2	0	+10	10

Wzór na stężeniową stała równowagi tej reakcji:

$\mathrm{CO}{}_{\text{(g)}}+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}{}_{\text{(g)}}\rightleftarrows \mathrm{CO}{}_2{}_{\text{(g)}}+\mathrm{H}{}_2{}_{\text{(g)}}$

przyjmuje postać:

$\mathrm{K}{}_c=\frac{\left[\mathrm{CO}{}_2\right]\cdot \left[\mathrm{H}{}_2\right]}{\left[\mathrm{CO}\right]\cdot \left[\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}\right]}$

a jej wartość w omawianych warunkach wynosi:

$\mathrm{K}{}_c=4$

Do równania podstawiamy równowagowe stężenia reagentów, aby wyznaczyć y - początkową liczbę moli wodoru:

$4=\frac{10\cdot 10}{20\cdot \left(y-10\right)}$

$4=\frac{100}{20y-200}$

$80y-800=100$

$80y=900$

$y=11,25$

 

Odpowiedź: Do reaktora należy wprowadzić 11,25 mol wody.