Cho phản ứng thuận nghịch: H2 (k) + I2 (k) ⇌ 2HI (k) hiệu suất của phản ứng là bao nhiêu nếu biết hằng số cân bằng KP của phản ứng ở nhiệt độ này là 54,5.

Phản ứng H₂ (k) + Cl₂ (k) ⇌ 2HCl (k) có số mol khí ở hai vế bằng nhau (2 mol khí ở mỗi vế). Theo nguyên lý Le Chatelier, khi tăng áp suất của hệ, cân bằng sẽ dịch chuyển theo chiều làm giảm áp suất, tức là chiều làm giảm số mol khí. Trong trường hợp này, số mol khí ở hai vế bằng nhau, do đó việc tăng áp suất không làm dịch chuyển cân bằng.

Tính hằng số cân bằng Kc:

Kc = ([CO]*[H2O]) / ([CO2]*[H2]) = (0,8 * 0,8) / (0,4 * 0,4) = 4

Xét ảnh hưởng của áp suất (do thay đổi thể tích) đến cân bằng:

Phản ứng CO2 (k) + H2 (k) ⇌ CO (k) + H2O (k) có số mol khí ở hai vế bằng nhau (2 mol). Do đó, việc thay đổi áp suất (bằng cách nén hệ, giảm thể tích) không làm chuyển dịch cân bằng.

Để tính hằng số cân bằng Kp tại 600K, ta sử dụng phương trình Van't Hoff:

ln(Kp2/Kp1) = -ΔH_o/R * (1/T2 - 1/T1)

Trong đó:

Kp1 = 5,9 × 10^5 (tại T1 = 298 K)

ΔH_o = -92,2 kJ = -92200 J

R = 8,314 J/(mol.K)

T2 = 600 K

Thay số vào phương trình:

ln(Kp2 / (5,9 × 10^5)) = -(-92200) / 8,314 * (1/600 - 1/298)

ln(Kp2 / (5,9 × 10^5)) = 11089,73 * (-0,001699)

ln(Kp2 / (5,9 × 10^5)) = -18,841

Kp2 / (5,9 × 10^5) = e^(-18,841)

Kp2 / (5,9 × 10^5) = 8,2 × 10^-9

Kp2 = 8,2 × 10^-9 * (5,9 × 10^5)

Kp2 = 0,004838 ≈ 4,8 × 10^-3

Giá trị này gần nhất với đáp án A. Tuy nhiên, có vẻ như có một sự sai khác nhỏ do làm tròn số trong quá trình tính toán. Đáp án chính xác nhất trong các lựa chọn là A.