Đặt ẩn và tính số mol cân bằng

Phản ứng:

\(2 S O_{2} + O_{2} \rightleftharpoons 2 S O_{3}\)

Gọi \(x\) là số mol phản ứng (tính theo số mol SO₃ sinh ra):

\(2 x = 0.3 \Rightarrow x = 0.15\)

Tính số mol các chất tại trạng thái cân bằng

SO₂

\(n_{S O_{2} , c b} = 0.4 - 2 x = 0.4 - 0.3 = 0.1\)

O₂

\(n_{O_{2} , c b} = 0.6 - x = 0.6 - 0.15 = 0.45\)

SO₃

\(n_{S O_{3} , c b} = 0.3\)

Vì thể tích bình = 1 L → n = C

• \(\left[\right. S O_{2} \left]\right. = 0.1 \textrm{ } M\)
• \(\left[\right. O_{2} \left]\right. = 0.45 \textrm{ } M\)
• \(\left[\right. S O_{3} \left]\right. = 0.3 \textrm{ } M\)

Tính hằng số cân bằng \(K_{c}\)

\(K_{c} = \frac{\left[\right. S O_{3} \left]\right.^{2}}{\left[\right. S O_{2} \left]\right.^{2} \cdot \left[\right. O_{2} \left]\right.}\)

Thay số:

\(K_{c} = \frac{\left(\right. 0.3 \left.\right)^{2}}{\left(\right. 0.1 \left.\right)^{2} \cdot 0.45} = \frac{0.09}{0.01 \cdot 0.45} = \frac{0.09}{0.0045} = 20\)

Kết quả: \(\boxed{K_{c} = 20}\)

Đốt quặng pyrit sắt (FeS₂) tạo SO₂

\(4 F e S_{2} + 11 O_{2} \rightarrow 2 F e_{2} O_{3} + 8 S O_{2}\)

Oxi hóa SO₂ thành SO₃ (xúc tác V₂O₅)

\(2 S O_{2} + O_{2} \overset{V_{2} O_{5}}{\rightarrow} 2 S O_{3}\)

SO₃ tác dụng với H₂SO₄ đặc tạo oleum (H₂SO₄·nSO₃)

\(S O_{3} + H_{2} S O_{4} \rightarrow H_{2} S_{2} O_{7}\)

(H₂S₂O₇ chính là dạng oleum ứng với n = 1)

Pha loãng oleum để thu H₂SO₄

\(H_{2} S_{2} O_{7} + H_{2} O \rightarrow 2 H_{2} S O_{4}\)