Bài 1.9 trang 7, 8, 9, 10, 11 SBT Hóa 11 - Chân trời sáng tạo: Để có 90% SO2 đã phản ứng khi hệ đạt trạng thái cân bằng thì lúc đầu cần lấy lượng O2 là bao nhiêu?...

\(2S{O_2}(g) + {O_2}(g) \mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over{\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} 2S{O_3}(g)\) \({\Delta _r}H_{298}^0 = - 198,4kJ\)

Để có 90% SO₂ đã phản ứng khi hệ đạt trạng thái cân bằng thì lúc đầu cần lấy lượng O₂ là bao nhiêu? Biết nồng độ ban đầu của SO₂ là 4 M.

Phương pháp giải :

Tổng quát, nếu có phản ứng thuận nghịch sau:aA+bB cC +dD

Khi phản ứng ở trạng thái cân bằng, ta có: \[{{\rm{K}}_{\rm{C}}}{\rm{ = }}\frac{{{{{\rm{[C]}}}^{\rm{c}}}{{{\rm{[D]}}}^{\rm{d}}}}}{{{{{\rm{[A]}}}^{\rm{a}}}{{{\rm{[B]}}}^{\rm{b}}}}}\]

Trong đó [A], [B], [C] và [D] là nồng độ mol các chất A, B, C và D ở trạng thái cân bằng; a, b, c và d là hệ số tỉ lượng các chất trong phương trình hoá học. Chất rắn không xuất hiện trong biểu thức hằng số cân bằng.

Lời giải chi tiết:

Gọi x (M) là nồng độ ban đầu của O₂.

Nồng độ SO₂ đã phản ứng:

\(2S{O_2}(g) + {O_2}(g) \mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over{\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} 2S{O_3}(g)\)

Ban đầu (M): 4 x 0

Phản ứng (M): 3,6 → 1,8 → 3,6

Cân bằng (M): 0,4 x – 1,8 3,6

Ta có: K_C = 40

\[\begin{array}{l} \Leftrightarrow \frac{{{{{\rm{[S}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}{\rm{]}}}^{\rm{2}}}}}{{{\rm{[}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}{\rm{][S}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}{{\rm{]}}^2}}} = 40\\ \Leftrightarrow \frac{{3,{6^2}}}{{(x - 1,8) \cdot 0,{4^2}}} = 40\\ \Leftrightarrow x = 3,825{\rm{ (M)}}\end{array}\]