Równanie reakcji: $\mathrm{CO}(\mathrm{g})+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}(\mathrm{g})\rightleftarrows \mathrm{CO}{}_2(\mathrm{g})+\mathrm{H}{}_2(\mathrm{g})$

Wyrażenie na stałą równowagi: $K=\frac{\left[\mathrm{CO}{}_2\right]\left[\mathrm{H}{}_2\right]}{\left[\mathrm{CO}\right]\left[\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}\right]}=1$

Przyjmijmy założenie, że objętość reaktora wynosi 1 dm³, w tej sytuacji stężenie początkowe CO będzie równe:

$C_{\mathrm{CO}\text{pocz.}}=6\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

Stężenie początkowe pary wodnej oznaczmy przez a:

$C_{\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}\text{pocz.}}=a\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

Stwórzmy tabelę zawierającą stężenia początkowe, zmianę stężeń oraz stężenia w stanie równowagi reagentów:

Substancja	$C_{pocz.}$	$\Delta C$	$C_{r\acute{o}w.}$
CO	6	-x	6-x
H2O	a	-x	a-x
H2	0	+x	x
CO2	0	+x	x

Cpocz. - stężenie molowe substancji przed rozpoczęciem reakcji (gdy w zadaniu nie podano objętości naczynia reakcyjnego, to przyjmując że jest ona równa 1 dm³ liczba moli reagenta jest równa jego stężeniu molowemu); w większości przypadków stężenie początkowe substratów wynosi 0

ΔC - zmiana stężenia molowego substancji w związku z zachodzeniem reakcji i osiągnięciem stanu równowagi (-x dla substratów, +x dla produktów; liczba stojąca przy x jest taka sama co współczynnik stechiometryczny występujący w równaniu reakcji przy danej substancji)

Crów. - stężenie substancji w stanie równowagi, jest sumą Cpocz. i ΔC

Zgodnie z informacją wstępną, liczba moli wodoru (więc również i stężenie molowe) w stanie równowagi ma być 2-krotnie większa od liczby moli tlenku węgla(II), możemy zatem zapisać następujące równanie:

$x=2\cdot \left(1-x\right)$
$x=2-2x$
$3x=2$
$x=0,67$

Znając wartość x możemy obliczyć wartości stężeń molowych w stanie równowagi:

$\left[\mathrm{CO}\right]=6-0,67=5,33\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

$\left[\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}\right]=a-0,67$

$\left[\mathrm{CO}{}_2\right]=0,67\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

$\left[\mathrm{H}{}_2\right]=0,67\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

W celu wyznaczenia a wartości stężeń równowagowych podstawmy do wyrażenia na K:

$\frac{\left[\mathrm{CO}{}_2\right]\left[\mathrm{H}{}_2\right]}{\left[\mathrm{CO}\right]\left[\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}\right]}=1$

$\frac{0,67\cdot 0,67}{5,33\cdot \left(a-0,67\right)}=1$

$0,4489=5,33a-3,5711$

$4,02=0,33a$

$a=12,2\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

Skoro objętość reaktora przyjęliśmy za 1 dm³ to wprowadzona liczba moli wody wynosi:

$n_{\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}\text{pocz.}}=12,2\mathrm{mol}$

Odpowiedź. Do reaktora należy wprowadzić 12,2 mola wody.