Khí sulfur dioxide tham gia trong quá trình sản xuất sulfuric acid, oxi hóa sulfur dioxide bằng oxygen hoặc lượng dư không khí ở nhiệt độ 450°C – 500°C, xúc tác V2O5 tạo ra sulfur trioxide theo phương trình hóa học: 2SO2(g) + O2(g) ⇋ 2SO3(g)
Nếu nồng độ ban đầu của SO2 và O2 tương ứng là 4 M và 2 M thì hiệu suất phản ứng tổng hợp SO3 đạt 80%. Để tăng hiệu suất phản ứng tổng hợp SO3 lên 90% thì cần cho SO2 nồng độ ban đầu 4 M phản ứng với O2 có nồng độ x M. Tính x.
Câu 2.
Cho biết nồng độ ban đầu của SO2 và O2 tương ứng là 4M và 2M, khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng thì có 80% lượng SO2 đã phản ứng.
a) Nếu duy trì ở nhiệt độ dưới 450°C thì cân bằng vẫn chuyển dịch theo chiều thuận với tốc độ không đổi so với tốc độ phản ứng ở 450°C.
b) Hằng số cân bằng của phản ứng là 40.
c) Để có 90% SO2 đã phản ứng khi hệ đạt trạng thái cân bằng thì ban đầu cần lấy O2 là 3,825M hoặc 1,6M.
d) Nếu tăng áp suất của hệ phản ứng lên 2 lần trong điều kiện nhiệt độ không đổi thì tốc độ phản ứng thuận tăng lên 8 lần.
Câu trả lời tốt nhất
(a) Sai, phản ứng thuận tỏa nhiệt nên nếu nhiệt độ giảm thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều thuận, tuy nhiên tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nhiệt độ nên nếu nhiệt độ thấp quá thì phản ứng không xảy ra.
(b) Đúng:
2SO2(g) + O2(g) ⇋ 2SO3(g) (H = 80%)
4……………..2…………..0
3,2…………..1,6………….3,2
0,8…………….0,4…………3,2
Kc = 3,2²/(0,8².0,4) = 40
(c) Đúng:
TH1: Hiệu suất tính theo SO2
2SO2(g) + O2(g) ⇋ 2SO3(g) (H = 90%)
4……………..x…………..0
3,6…………..1,8………….3,6
0,4………….x-1,8…………3,6
Kc = 3,6²/[0,4²(x – 1,8)] = 40 —> x = 3,825 M
TH2: Hiệu suất tính theo O2
2SO2(g) + O2(g) ⇋ 2SO3(g) (H = 90%)
4……………..x…………..0
1,8x…………..0,9x………..1,8x
4-1,8x………..0,1x………..1,8x
Kc = (1,8x)²/[(4 – 1,8x)².0,1x] = 40 —> x = 1,6 M
(d) Sai, với những phản ứng có số phân tử khí tham gia lớn (3 phân tử), đặc biệt lại có dùng chất xúc tác thì bậc của phản ứng thường nhỏ hơn nhiều so với 3, do đó áp suất tăng 2 lần thì tốc độ phản ứng thuận có tăng nhưng không tới 8 lần.
