Cho 0,4 mol SO2 và 0,6 mol o2 vào một bình đựng dung tích là 500 ml được giữ nhi…
Cho 0,4 mol SO2 và 0,6 mol o2 vào một bình đựng dung tích là 500 ml được giữ nhiệt độ không đổi.2so2(g)+o2(g)<–>2so3(g). Khi đạt trạng thái cân bằng lượng SO3 bằng 0,3 mol tính KC.HELPME!!!
Bài tập của chúng ta như sau: Cho 0,4 mol SO2 và 0,6 mol O2 vào một bình có dung tích 500 ml, giữ nhiệt độ không đổi. Phản ứng: 2SO2(g) + O2(g) <=> 2SO3(g). Khi đạt trạng thái cân bằng, lượng SO3 thu được là 0,3 mol. Tính hằng số cân bằng Kc.
Để giải bài tập này, chúng ta sẽ đi theo từng bước như sau:
Bước 1: Xác định ban đầu, phản ứng, cân bằng
Chúng ta sẽ lập một bảng biểu để theo dõi sự thay đổi số mol của các chất. Đơn vị ở đây là mol.
| Chất | Ban đầu (mol) | Phản ứng (mol) | Cân bằng (mol) |
|————|—————|—————-|—————-|
| SO2 | 0,4 | | |
| O2 | 0,6 | | |
| SO3 | 0 | | 0,3 |
Bước 2: Tính số mol các chất đã phản ứng
Dựa vào phương trình phản ứng: 2SO2(g) + O2(g) <=> 2SO3(g)
Chúng ta thấy rằng, cứ 2 mol SO2 phản ứng thì sinh ra 2 mol SO3.
Theo đề bài, ở trạng thái cân bằng có 0,3 mol SO3.
Suy ra, số mol SO2 đã phản ứng là:
\( \text{Số mol SO2 phản ứng} = \frac{0,3 \text{ mol SO3}}{2} \times 2 = 0,3 \text{ mol} \)
Tương tự, cứ 1 mol O2 phản ứng thì sinh ra 2 mol SO3.
Suy ra, số mol O2 đã phản ứng là:
\( \text{Số mol O2 phản ứng} = \frac{0,3 \text{ mol SO3}}{2} \times 1 = 0,15 \text{ mol} \)
Bây giờ, chúng ta cập nhật lại bảng biểu với số mol đã phản ứng:
| Chất | Ban đầu (mol) | Phản ứng (mol) | Cân bằng (mol) |
|————|—————|—————-|—————-|
| SO2 | 0,4 | -0,3 | |
| O2 | 0,6 | -0,15 | |
| SO3 | 0 | +0,3 | 0,3 |
Bước 3: Tính số mol các chất ở trạng thái cân bằng
Số mol các chất ở trạng thái cân bằng được tính bằng số mol ban đầu trừ đi số mol đã phản ứng (hoặc cộng với số mol sinh ra).
Số mol SO2 ở cân bằng: \( 0,4 – 0,3 = 0,1 \text{ mol} \)
Số mol O2 ở cân bằng: \( 0,6 – 0,15 = 0,45 \text{ mol} \)
Số mol SO3 ở cân bằng: Đã cho là 0,3 mol.
Bảng biểu hoàn chỉnh:
| Chất | Ban đầu (mol) | Phản ứng (mol) | Cân bằng (mol) |
|————|—————|—————-|—————-|
| SO2 | 0,4 | -0,3 | 0,1 |
| O2 | 0,6 | -0,15 | 0,45 |
| SO3 | 0 | +0,3 | 0,3 |
Bước 4: Tính nồng độ mol các chất ở trạng thái cân bằng
Dung tích bình là 500 ml, chúng ta cần đổi sang lít:
\( \text{Dung tích} = 500 \text{ ml} = 0,5 \text{ lít} \)
Nồng độ mol được tính bằng số mol chia cho thể tích (lít).
Nồng độ SO2 ở cân bằng \( [SO_2] \): \( \frac{0,1 \text{ mol}}{0,5 \text{ lít}} = 0,2 \text{ M} \)
Nồng độ O2 ở cân bằng \( [O_2] \): \( \frac{0,45 \text{ mol}}{0,5 \text{ lít}} = 0,9 \text{ M} \)
Nồng độ SO3 ở cân bằng \( [SO_3] \): \( \frac{0,3 \text{ mol}}{0,5 \text{ lít}} = 0,6 \text{ M} \)
Bước 5: Viết biểu thức tính hằng số cân bằng Kc và thay số
Hằng số cân bằng Kc của phản ứng được viết như sau:
\[ K_c = \frac{[SO_3]^2}{[SO_2]^2 [O_2]} \]
Bây giờ, chúng ta thay các giá trị nồng độ đã tính được vào biểu thức:
\[ K_c = \frac{(0,6)^2}{(0,2)^2 \times 0,9} \]
\[ K_c = \frac{0,36}{0,04 \times 0,9} \]
\[ K_c = \frac{0,36}{0,036} \]
\[ K_c = 10 \]
Vậy, hằng số cân bằng Kc của phản ứng ở điều kiện này là 10.
Các em thấy đó, bài toán cân bằng hóa học không hề khó nếu chúng ta đi từng bước logic và áp dụng đúng công thức. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào, đừng ngần ngại hỏi cô nhé! Chúc các em học tốt!
\([SO_2]=( 0,4 )/ (0,5) = 0,8\) M
\([O_2] = (0,6) / (0,5) = 1,2\) M
Phương trình : \(2SO_2+O_2\) \(\rightleftharpoons\) \(2SO_3\)
[ban đầu] \(0,8\) \(1,2\) \(0\) (M)
[phản ứng] \(x\) \(x\) \(2x\) (M)
[cân bằng] \(0,8-2x\) \(1,2-x\) \(2x\) (M)
Ta có : \([SO3]_(cb) = 0,6\) M
\(=> 2x = 0,6\)
\(<=> x = 0,3\)
Nồng độ các chất cân bằng :
\([SO2]_(cb) = 0,8 – 2x\)
\(= 0,8 – 0,6\)
\(= 0,2\)
\([O2]_(cb) = 1,2 – x\)
\(= 1,2 – 0,3\)
\(= 0,9\)
\([SO3]_(cb) =2x\)
\(=2.0,3\)
\(=0,6\)
Hằng số cân bằng :
\(K_c = ([SO3]^2)/([SO2]^2 xx [O2])\)
\(= (0,6^2)/((0,2^2) xx 0,9)\)
\(=10\)