На данной температуре константа равновесия реакции Н2(г) + I2(г) = 2HI(г) составляет 15. Если мы смешаем 1 моль

Чтобы определить направление, в котором будет протекать реакция, нам нужно сравнить начальные концентрации реагентов с их равновесными концентрациями, используя константу равновесия.

Дано, что константа равновесия реакции, обозначенная как K, равна 15. По определению константы равновесия, она вычисляется как отношение концентраций продуктов к концентрациям реагентов, каждая взятая с соответствующими показателями степени.

\[ K = \frac{{[HI]^2}}{{[H_2][I_2]}} = 15 \]

Теперь посмотрим на начальные концентрации реагентов: 1 моль водорода (H2), 1 моль иода (I2) и 5 моль иодоводорода (HI). Так как каждый коэффициент стехиометрии в уравнении реакции указывает на количество вещества, необходимого для процесса, начальные концентрации могут быть выражены как:

\[ [H_2]_0 = 1 \, \text{моль} \]
\[ [I_2]_0 = 1 \, \text{моль} \]
\[ [HI]_0 = 5 \, \text{моль} \]

Для определения направления реакции сравним значение \( Q = \frac{{[HI]^2}}{{[H_2][I_2]}} \) с константой равновесия K.

\[ Q = \frac{{[HI]_0^2}}{{[H_2]_0[I_2]_0}} \]
\[ Q = \frac{{(5)^2}}{{(1)(1)}} = 25 \]

Теперь сравним Q с K. Если Q больше K, значит концентрации продуктов больше, чем равновесные концентрации, и реакция пойдет в обратном направлении для достижения равновесия. Если Q меньше K, значит концентрации продуктов меньше, чем равновесные концентрации, и реакция пойдет в прямом направлении для достижения равновесия.

В данном случае значение Q (25) больше K (15), что означает, что начальная концентрация иодоводорода (HI) больше, чем равновесная концентрация. Следовательно, реакция будет идти в обратном направлении, чтобы достичь равновесия и снизить концентрацию иодоводорода.