Страница 305 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

11.84. В реакторе постоянного объёма смешали углекислый газ и водород в мольном соотношении 1 : 4. Через некоторое время установилось равновесие:

${\mathrm{CO}}_{2\left(\mathrm{г}\right)}+4{\mathrm{H}}_{2\left(\mathrm{г}\right)}\rightleftarrows {\mathrm{CH}}_{4\left(\mathrm{г}\right)}+2{\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_{\left(\mathrm{г}\right)}$

(Температуру в ходе реакции поддерживали постоянной. Другие процессы в системе не протекают.) Исходная концентрация углекислого газа была равна 0,06 моль/л, а равновесная концентрация паров воды составила 0,1 моль/л. Найдите равновесные концентрации ${\mathrm{H}}_2$ (X) и ${\mathrm{CH}}_4$ (Y).

Дано:

Мольное соотношение исходных веществ: $ν(CO_2) : ν(H_2) = 1 : 4$
Исходная концентрация углекислого газа: $C_{исх}(CO_2) = 0,06 \text{ моль/л}$
Равновесная концентрация паров воды: $C_{равн}(H_2O) = 0,1 \text{ моль/л}$
Уравнение реакции: $CO_{2(г)} + 4H_{2(г)} \rightleftharpoons CH_{4(г)} + 2H_2O_{(г)}$

Найти:

Равновесную концентрацию $H_2$ (X), моль/л
Равновесную концентрацию $CH_4$ (Y), моль/л

Решение:

1. Определим начальные (исходные) концентрации всех участников реакции.

Исходная концентрация $CO_2$ дана по условию: $C_{исх}(CO_2) = 0,06 \text{ моль/л}$.
Поскольку углекислый газ и водород смешали в мольном соотношении $1:4$, их исходные концентрации соотносятся так же. $C_{исх}(H_2) = 4 \times C_{исх}(CO_2) = 4 \times 0,06 = 0,24 \text{ моль/л}$.
В начальный момент времени продукты реакции отсутствуют, поэтому их концентрации равны нулю: $C_{исх}(CH_4) = 0 \text{ моль/л}$ и $C_{исх}(H_2O) = 0 \text{ моль/л}$.

2. Найдем изменение концентраций веществ в результате реакции.

Известно, что равновесная концентрация паров воды $C_{равн}(H_2O) = 0,1 \text{ моль/л}$. Следовательно, прирост концентрации воды составил: $\Delta C(H_2O) = C_{равн}(H_2O) - C_{исх}(H_2O) = 0,1 - 0 = 0,1 \text{ моль/л}$.

Согласно уравнению реакции $CO_{2(г)} + 4H_{2(г)} \rightleftharpoons CH_{4(г)} + 2H_2O_{(г)}$, на каждые 2 моль образовавшейся воды расходуется 4 моль водорода и 1 моль углекислого газа, и образуется 1 моль метана. Используя эту стехиометрическую пропорцию, найдем изменение концентраций остальных веществ:

Изменение концентрации $H_2$: $\Delta C(H_2) = - \frac{4}{2} \times \Delta C(H_2O) = -2 \times 0,1 = -0,20 \text{ моль/л}$. (Знак "минус" означает расход вещества).
Изменение концентрации $CH_4$: $\Delta C(CH_4) = + \frac{1}{2} \times \Delta C(H_2O) = +0,5 \times 0,1 = +0,05 \text{ моль/л}$. (Знак "плюс" означает образование вещества).

3. Рассчитаем равновесные концентрации $H_2$ (X) и $CH_4$ (Y).

Равновесная концентрация вещества равна сумме его исходной концентрации и изменения концентрации: $C_{равн} = C_{исх} + \Delta C$.

Для водорода ($H_2$):
$X = C_{равн}(H_2) = C_{исх}(H_2) + \Delta C(H_2) = 0,24 + (-0,20) = 0,04 \text{ моль/л}$.

Для метана ($CH_4$):
$Y = C_{равн}(CH_4) = C_{исх}(CH_4) + \Delta C(CH_4) = 0 + 0,05 = 0,05 \text{ моль/л}$.

Для наглядности сведем данные в таблицу (все концентрации в моль/л):

Ответ: равновесная концентрация $H_2$ (X) равна $0,04 \text{ моль/л}$, равновесная концентрация $CH_4$ (Y) равна $0,05 \text{ моль/л}$.

11.85. В реактор постоянного объёма ввели пары бензола и водород в мольном соотношении 1 : 4 при высокой температуре. В реакторе установилось равновесие:

${\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_6\left(\mathrm{г}\right)+3{\mathrm{H}}_2\left(\mathrm{г}\right)\rightleftarrows {\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_{12}\left(\mathrm{г}\right)$

(Температуру в ходе реакции поддерживали постоянной. Другие процессы в системе не протекают.) Исходная концентрация водорода была равна 100 ммоль/л, а равновесная концентрация паров циклогексана составила 20 ммоль/л. Найдите равновесные концентрации паров бензола (X) и водорода (Y).

Дано:

Реакция: $\text{C}_6\text{H}_6(\text{г}) + 3\text{H}_2(\text{г}) \rightleftharpoons \text{C}_6\text{H}_{12}(\text{г})$
Начальное мольное соотношение $n(\text{C}_6\text{H}_6) : n(\text{H}_2) = 1:4$
Исходная концентрация водорода $C_{исх}(\text{H}_2) = 100 \text{ ммоль/л}$
Равновесная концентрация циклогексана $C_{равн}(\text{C}_6\text{H}_{12}) = 20 \text{ ммоль/л}$

Найти:

Равновесную концентрацию паров бензола: $X = C_{равн}(\text{C}_6\text{H}_6)$
Равновесную концентрацию водорода: $Y = C_{равн}(\text{H}_2)$

Решение:

Для решения задачи будем использовать концентрации в ммоль/л, так как все данные приведены в этих единицах, что упрощает расчеты.

1. Определим начальную концентрацию бензола. По условию, в реактор постоянного объема ввели бензол и водород в мольном соотношении 1:4. Это означает, что их начальные концентрации соотносятся так же:

$\frac{C_{исх}(\text{C}_6\text{H}_6)}{C_{исх}(\text{H}_2)} = \frac{1}{4}$

Отсюда находим начальную концентрацию бензола:

$C_{исх}(\text{C}_6\text{H}_6) = \frac{1}{4} \cdot C_{исх}(\text{H}_2) = \frac{1}{4} \cdot 100 \text{ ммоль/л} = 25 \text{ ммоль/л}$

Начальная концентрация продукта реакции, циклогексана, равна нулю: $C_{исх}(\text{C}_6\text{H}_{12}) = 0 \text{ ммоль/л}$.

2. Определим изменение концентраций веществ в результате реакции. Равновесная концентрация циклогексана составляет $C_{равн}(\text{C}_6\text{H}_{12}) = 20 \text{ ммоль/л}$. Это означает, что концентрация циклогексана увеличилась на 20 ммоль/л. Обозначим это изменение $\Delta C$:

$\Delta C(\text{C}_6\text{H}_{12}) = C_{равн}(\text{C}_6\text{H}_{12}) - C_{исх}(\text{C}_6\text{H}_{12}) = 20 - 0 = 20 \text{ ммоль/л}$

3. Согласно уравнению реакции $\text{C}_6\text{H}_6 + 3\text{H}_2 \rightleftharpoons \text{C}_6\text{H}_{12}$, на образование 1 моля циклогексана расходуется 1 моль бензола и 3 моля водорода. Рассчитаем, на сколько уменьшились концентрации реагентов:

Концентрация прореагировавшего бензола:

$\Delta C(\text{C}_6\text{H}_6) = \Delta C(\text{C}_6\text{H}_{12}) = 20 \text{ ммоль/л}$

Концентрация прореагировавшего водорода:

$\Delta C(\text{H}_2) = 3 \cdot \Delta C(\text{C}_6\text{H}_{12}) = 3 \cdot 20 \text{ ммоль/л} = 60 \text{ ммоль/л}$

4. Теперь можно найти равновесные концентрации бензола (X) и водорода (Y). Равновесная концентрация вещества равна его начальной концентрации за вычетом концентрации прореагировавшего вещества.

Равновесная концентрация бензола (X):

$X = C_{равн}(\text{C}_6\text{H}_6) = C_{исх}(\text{C}_6\text{H}_6) - \Delta C(\text{C}_6\text{H}_6) = 25 - 20 = 5 \text{ ммоль/л}$

Равновесная концентрация водорода (Y):

$Y = C_{равн}(\text{H}_2) = C_{исх}(\text{H}_2) - \Delta C(\text{H}_2) = 100 - 60 = 40 \text{ ммоль/л}$

Ответ: равновесная концентрация паров бензола (X) составляет 5 ммоль/л, равновесная концентрация водорода (Y) составляет 40 ммоль/л.

11.86. Имеются равновесия с участием идеальных газов:

${\mathrm{NO}}_2+\mathrm{CO}\rightleftarrows {\mathrm{CO}}_2+\mathrm{NO} \left(1\right)$

${\mathrm{N}}_2+3{\mathrm{H}}_2\rightleftarrows 2{\mathrm{NH}}_3 \left(2\right)$

Изменятся ли (если да, то как) константы равновесия, если в качестве стандартного давления вместо 1 бар взять 1 мм рт. ст.?

Дано:

Исходное стандартное давление $p_1^⦵ = 1$ бар
Новое стандартное давление $p_2^⦵ = 1$ мм рт. ст.

$p_1^⦵ = 1 \text{ бар} = 10^5 \text{ Па}$
$p_2^⦵ = 1 \text{ мм рт. ст.} \approx 133.322 \text{ Па}$

Найти:

Как изменятся константы равновесия для реакций (1) и (2).

Решение:

Термодинамическая константа равновесия $K_p$, выраженная через парциальные давления, для реакции с участием идеальных газов определяется через активности компонентов. Активность $i$-го газообразного компонента равна отношению его парциального давления $p_i$ к стандартному давлению $p^⦵$: $a_i = p_i/p^⦵$.

Для общей реакции $\nu_A A + \nu_B B \rightleftharpoons \nu_C C + \nu_D D$ выражение для константы равновесия выглядит так:

$K_p = \frac{a_C^{\nu_C} \cdot a_D^{\nu_D}}{a_A^{\nu_A} \cdot a_B^{\nu_B}} = \frac{(p_C/p^⦵)^{\nu_C} \cdot (p_D/p^⦵)^{\nu_D}}{(p_A/p^⦵)^{\nu_A} \cdot (p_B/p^⦵)^{\nu_B}} = \frac{p_C^{\nu_C} \cdot p_D^{\nu_D}}{p_A^{\nu_A} \cdot p_B^{\nu_B}} \cdot (p^⦵)^{-(\nu_C+\nu_D-\nu_A-\nu_B)}$

Обозначим изменение числа молей газообразных веществ в ходе реакции как $\Delta n_g = (\nu_C + \nu_D) - (\nu_A + \nu_B)$. Тогда:

$K_p = K_p' \cdot (p^⦵)^{-\Delta n_g}$

где $K_p' = \frac{p_C^{\nu_C} \cdot p_D^{\nu_D}}{p_A^{\nu_A} \cdot p_B^{\nu_B}}$ — выражение, состоящее только из парциальных давлений.

Из этой формулы видно, что численное значение безразмерной константы равновесия $K_p$ зависит от выбора стандартного давления $p^⦵$, если $\Delta n_g \neq 0$. Если же $\Delta n_g = 0$, то множитель $(p^⦵)^{-\Delta n_g}$ равен 1, и константа равновесия не зависит от выбора стандартного давления.

Обозначим константу равновесия при старом стандартном давлении $p_1^⦵$ как $K_{p,1}$, а при новом $p_2^⦵$ — как $K_{p,2}$. Их соотношение будет:

$\frac{K_{p,2}}{K_{p,1}} = \frac{K_p' \cdot (p_2^⦵)^{-\Delta n_g}}{K_p' \cdot (p_1^⦵)^{-\Delta n_g}} = (\frac{p_1^⦵}{p_2^⦵})^{-\Delta n_g} = (\frac{p_2^⦵}{p_1^⦵})^{\Delta n_g}$

$K_{p,2} = K_{p,1} \cdot (\frac{p_1^⦵}{p_2^⦵}})^{-\Delta n_g}$

Рассмотрим каждую реакцию отдельно.

(1) $NO_2 + CO \rightleftharpoons CO_2 + NO$

Для этой реакции изменение числа молей газообразных веществ равно:

$\Delta n_g = (1+1) - (1+1) = 0$

Поскольку $\Delta n_g = 0$, множитель $(p^⦵)^{-\Delta n_g} = (p^⦵)^0 = 1$. Следовательно, константа равновесия для этой реакции не зависит от выбора стандартного давления.

Ответ: Константа равновесия для реакции (1) не изменится.

(2) $N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3$

Для этой реакции изменение числа молей газообразных веществ равно:

$\Delta n_g = 2 - (1+3) = -2$

Поскольку $\Delta n_g \neq 0$, константа равновесия изменится. Найдем, как именно. Обозначим исходную константу (при $p^⦵=1$ бар) как $K_{p, \text{бар}}$, а новую (при $p^⦵=1$ мм рт. ст.) как $K_{p, \text{мм}}$.

$K_{p, \text{мм}} = K_{p, \text{бар}} \cdot (\frac{p^⦵_{\text{бар}}}{p^⦵_{\text{мм}}}})^{-\Delta n_g} = K_{p, \text{бар}} \cdot (\frac{1 \text{ бар}}{1 \text{ мм рт. ст.}})^{-(-2)} = K_{p, \text{бар}} \cdot (\frac{1 \text{ бар}}{1 \text{ мм рт. ст.}})^{2}$

Найдем соотношение давлений:

$\frac{1 \text{ бар}}{1 \text{ мм рт. ст.}} = \frac{100000 \text{ Па}}{133.322 \text{ Па}} \approx 750.06$

Тогда новая константа будет связана со старой следующим образом:

$K_{p, \text{мм}} = K_{p, \text{бар}} \cdot (750.06)^2 \approx 562590 \cdot K_{p, \text{бар}}$

Таким образом, константа равновесия увеличится примерно в 562 590 раз.

Ответ: Константа равновесия для реакции (2) увеличится в $(\frac{1 \text{ бар}}{1 \text{ мм рт. ст.}})^2 \approx 5.6 \cdot 10^5$ раз.

11.87. Смешали по 3 моль веществ А, В и С. После установления равновесия $2\mathrm{А} \rightleftarrows \mathrm{B}+\mathrm{C}$ в системе обнаружили 4,2 моль вещества С. Найдите равновесные количества остальных веществ и константу равновесия.

Дано:

Уравнение реакции: $2A \rightleftharpoons B + C$

Исходное количество вещества A, $n_{исх}(A) = 3$ моль

Исходное количество вещества B, $n_{исх}(B) = 3$ моль

Исходное количество вещества C, $n_{исх}(C) = 3$ моль

Равновесное количество вещества C, $n_{равн}(C) = 4,2$ моль

Найти:

Равновесное количество вещества A, $n_{равн}(A)$ - ?

Равновесное количество вещества B, $n_{равн}(B)$ - ?

Константа равновесия, $K_c$ - ?

Решение:

1. Найдем, на сколько изменилось количество вещества C. Изначально было 3 моль, а в состоянии равновесия стало 4,2 моль. Значит, в ходе реакции образовалось:

$\Delta n(C) = n_{равн}(C) - n_{исх}(C) = 4,2 \text{ моль} - 3 \text{ моль} = 1,2 \text{ моль}$ вещества C.

Поскольку количество C увеличилось, реакция протекала в прямом направлении (слева направо).

2. Рассчитаем равновесные количества остальных веществ. Согласно уравнению реакции $2A \rightleftharpoons B + C$, стехиометрические соотношения между изменениями количеств веществ следующие: на 1 моль образовавшегося C приходится 1 моль образовавшегося B и 2 моль израсходованного A.

Так как образовалось 1,2 моль C, то:

Образовалось вещества B: $\Delta n(B) = \Delta n(C) = 1,2$ моль.

Израсходовалось вещества A: $\Delta n(A) = -2 \cdot \Delta n(C) = -2 \cdot 1,2 = -2,4$ моль (знак "минус" означает расход).

Теперь найдем равновесные количества веществ A и B, прибавив изменения к исходным количествам:

Равновесное количество A:

$n_{равн}(A) = n_{исх}(A) + \Delta n(A) = 3 + (-2,4) = 0,6$ моль.

Равновесное количество B:

$n_{равн}(B) = n_{исх}(B) + \Delta n(B) = 3 + 1,2 = 4,2$ моль.

3. Рассчитаем константу равновесия $K_c$.

Выражение для константы равновесия имеет вид:

$K_c = \frac{[B] \cdot [C]}{[A]^2}$

Где $[X]$ - равновесная молярная концентрация вещества X. Так как концентрация равна отношению количества вещества к объему ($[X] = n_X/V$), то для данной реакции объем $V$ сокращается:

$K_c = \frac{(n_B/V) \cdot (n_C/V)}{(n_A/V)^2} = \frac{n_B \cdot n_C}{n_A^2}$

Подставим равновесные количества веществ в молях:

$n_{равн}(A) = 0,6$ моль

$n_{равн}(B) = 4,2$ моль

$n_{равн}(C) = 4,2$ моль

Вычисляем значение константы:

$K_c = \frac{4,2 \cdot 4,2}{(0,6)^2} = \frac{17,64}{0,36} = 49$

Ответ: равновесное количество вещества A составляет 0,6 моль, вещества B - 4,2 моль; константа равновесия равна 49.

11.88. Уголь при сильном нагревании реагирует с водяным паром по обратимой реакции:

${\mathrm{C}}_{\left(\mathrm{тв}\right)}+{\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_{\left(\mathrm{г}\right)}\rightleftarrows {\mathrm{H}}_{2\left(\mathrm{г}\right)}+{\mathrm{CO}}_{\left(\mathrm{г}\right)}$

В равновесной смеси при общем давлении 5 бар содержится 7 моль углерода, 5 моль воды, 5 моль водорода и 15 моль угарного газа. Рассчитайте константу равновесия, выраженную через давления, для данной реакции. Ответ округлите до ближайшего целого числа.

Дано:

Реакция: $C_{(тв)} + H_2O_{(г)} \rightleftharpoons H_{2(г)} + CO_{(г)}$

Общее давление в равновесной смеси, $P_{общ} = 5$ бар

Количество вещества углерода, $n_C = 7$ моль

Количество вещества воды, $n_{H_2O} = 5$ моль

Количество вещества водорода, $n_{H_2} = 5$ моль

Количество вещества угарного газа, $n_{CO} = 15$ моль

Найти:

Константу равновесия, выраженную через давления, $K_p$

Решение:

Константа равновесия $K_p$ для данной гетерогенной реакции выражается через парциальные давления газообразных продуктов и реагентов. Твердый углерод $C_{(тв)}$ в выражение для константы равновесия не входит, так как его активность (условная концентрация в твердой фазе) принимается равной единице.

Выражение для константы равновесия имеет вид:

$K_p = \frac{p_{H_2} \cdot p_{CO}}{p_{H_2O}}$

где $p_{H_2}$, $p_{CO}$ и $p_{H_2O}$ – парциальные давления водорода, угарного газа и водяного пара соответственно.

Парциальное давление каждого газа в смеси можно рассчитать по закону Дальтона как произведение его мольной доли ($\chi_i$) на общее давление в системе ($P_{общ}$):

$p_i = \chi_i \cdot P_{общ}$

1. Найдем общее количество вещества газообразных компонентов в равновесной смеси. Углерод находится в твердой фазе и не учитывается при расчете общего давления газов.

$n_{газ} = n_{H_2O} + n_{H_2} + n_{CO} = 5 \text{ моль} + 5 \text{ моль} + 15 \text{ моль} = 25 \text{ моль}$

2. Рассчитаем мольные доли газообразных компонентов:

$\chi_{H_2O} = \frac{n_{H_2O}}{n_{газ}} = \frac{5}{25} = 0.2$

$\chi_{H_2} = \frac{n_{H_2}}{n_{газ}} = \frac{5}{25} = 0.2$

$\chi_{CO} = \frac{n_{CO}}{n_{газ}} = \frac{15}{25} = 0.6$

3. Рассчитаем парциальные давления каждого газа в смеси:

$p_{H_2O} = \chi_{H_2O} \cdot P_{общ} = 0.2 \cdot 5 \text{ бар} = 1 \text{ бар}$

$p_{H_2} = \chi_{H_2} \cdot P_{общ} = 0.2 \cdot 5 \text{ бар} = 1 \text{ бар}$

$p_{CO} = \chi_{CO} \cdot P_{общ} = 0.6 \cdot 5 \text{ бар} = 3 \text{ бар}$

4. Подставим значения парциальных давлений в выражение для $K_p$. Константа равновесия является безразмерной величиной, поэтому при ее расчете парциальные давления компонентов следует делить на стандартное давление, которое обычно принимают равным 1 бар.

$K_p = \frac{(p_{H_2}/1 \text{ бар}) \cdot (p_{CO}/1 \text{ бар})}{(p_{H_2O}/1 \text{ бар})} = \frac{(1 \text{ бар} / 1 \text{ бар}) \cdot (3 \text{ бар} / 1 \text{ бар})}{(1 \text{ бар} / 1 \text{ бар})} = \frac{1 \cdot 3}{1} = 3$

Полученное значение является целым числом, поэтому округление не требуется.

Ответ: 3

11.89. Метан при сильном нагревании реагирует с водяным паром по обратимой реакции:

${\mathrm{CH}}_{4\left(\mathrm{газ}\right)}+{\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_{\left(\mathrm{газ}\right)}\rightleftarrows 3{\mathrm{H}}_{2\left(\mathrm{газ}\right)}+{\mathrm{CO}}_{\left(\mathrm{газ}\right)}$

В равновесной смеси при общем давлении 2 бар содержится 6 моль водорода, 1 моль воды, 1 моль метана и 2 моль угарного газа. Рассчитайте константу равновесия, выраженную через давления, для данной реакции.

Дано:

Реакция: $CH_{4(газ)} + H_2O_{(газ)} \rightleftharpoons 3H_{2(газ)} + CO_{(газ)}$
Общее давление равновесной смеси, $P_{общ} = 2 \text{ бар}$
Количество вещества водорода, $n(H_2) = 6 \text{ моль}$
Количество вещества воды, $n(H_2O) = 1 \text{ моль}$
Количество вещества метана, $n(CH_4) = 1 \text{ моль}$
Количество вещества угарного газа, $n(CO) = 2 \text{ моль}$

Перевод в систему СИ:
Давление: $1 \text{ бар} = 10^5 \text{ Па}$.
$P_{общ} = 2 \text{ бар} = 2 \cdot 10^5 \text{ Па}$.
Количество вещества (моль) является единицей СИ.

Найти:

Константу равновесия, выраженную через давления, $K_p$.

Решение:

Константа равновесия $K_p$ для данной реакции выражается через равновесные парциальные давления компонентов (продуктов и реагентов) в степенях, равных их стехиометрическим коэффициентам:$$K_p = \frac{p(H_2)^3 \cdot p(CO)}{p(CH_4) \cdot p(H_2O)}$$где $p(i)$ — парциальное давление компонента $i$.

Парциальное давление каждого газа в смеси можно найти по закону Дальтона, используя его мольную долю ($x_i$) и общее давление смеси ($P_{общ}$):$$p(i) = x_i \cdot P_{общ}$$

Мольная доля компонента, в свою очередь, равна отношению количества вещества этого компонента ($n_i$) к общему количеству вещества всех газов в смеси ($n_{общ}$):$$x_i = \frac{n_i}{n_{общ}}$$

1. Найдем общее количество вещества газов в равновесной смеси:$$n_{общ} = n(CH_4) + n(H_2O) + n(H_2) + n(CO)$$$$n_{общ} = 1 + 1 + 6 + 2 = 10 \text{ моль}$$

2. Рассчитаем мольные доли каждого компонента:$$x(CH_4) = \frac{n(CH_4)}{n_{общ}} = \frac{1 \text{ моль}}{10 \text{ моль}} = 0.1$$$$x(H_2O) = \frac{n(H_2O)}{n_{общ}} = \frac{1 \text{ моль}}{10 \text{ моль}} = 0.1$$$$x(H_2) = \frac{n(H_2)}{n_{общ}} = \frac{6 \text{ моль}}{10 \text{ моль}} = 0.6$$$$x(CO) = \frac{n(CO)}{n_{общ}} = \frac{2 \text{ моль}}{10 \text{ моль}} = 0.2$$

3. Теперь найдем парциальные давления каждого газа, используя общее давление $P_{общ} = 2 \text{ бар}$. Для удобства расчеты проведем в барах.$$p(CH_4) = x(CH_4) \cdot P_{общ} = 0.1 \cdot 2 \text{ бар} = 0.2 \text{ бар}$$$$p(H_2O) = x(H_2O) \cdot P_{общ} = 0.1 \cdot 2 \text{ бар} = 0.2 \text{ бар}$$$$p(H_2) = x(H_2) \cdot P_{общ} = 0.6 \cdot 2 \text{ бар} = 1.2 \text{ бар}$$$$p(CO) = x(CO) \cdot P_{общ} = 0.2 \cdot 2 \text{ бар} = 0.4 \text{ бар}$$

4. Подставим значения парциальных давлений в выражение для константы равновесия $K_p$:$$K_p = \frac{(1.2)^3 \cdot 0.4}{0.2 \cdot 0.2} \left(\frac{\text{бар}^3 \cdot \text{бар}}{\text{бар} \cdot \text{бар}}\right)$$$$K_p = \frac{1.728 \cdot 0.4}{0.04} \text{ бар}^2$$$$K_p = \frac{0.6912}{0.04} \text{ бар}^2$$$$K_p = 17.28 \text{ бар}^2$$

Ответ: $K_p = 17.28 \text{ бар}^2$.