Các phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra trong quy trình trên là:

1. Đốt quặng pyrite:

4\mathrm{FeS_{2}} + 11\mathrm{O_{2}}{t^{\circ } \atop \longrightarrow }2\mathrm{Fe_{2}O_{3}} + 8\mathrm{SO_{2}}

2. Oxi hóa extSO_{2} thành extSO_{3}:

2\mathrm{SO_{2}} + \mathrm{O_{2}}{[ \atop \longrightarrow }V_{2}O_{5}]t^{\circ }2\mathrm{SO_{3}}

3. Hấp thụ extSO_{3} bằng extH_{2}\mathrm{SO_{4}}:

\mathrm{SO_{3}} + n\mathrm{H_{2}SO_{4}} → \mathrm{H_{2}SO_{4}}.n\mathrm{SO_{3}}

4. Pha loãng oleum để tạo thành extH_{2}\mathrm{SO_{4}}:

\mathrm{H_{2}SO_{4}}.n\mathrm{SO_{3}} + n\mathrm{H_{2}O} → (n + 1)\mathrm{H_{2}SO_{4}}

Bài 2 yêu cầu:

Tính hằng số cân bằng của phản ứng:

\[

2SO_2 (g) + O_2 (g) \rightleftharpoons 2SO_3 (g)

\]

Dữ liệu cho:

- Thể tích bình phản ứng: 1 lít

- Ban đầu: \(n_{SO_2} = 0,4\) mol, \(n_{O_2} = 0,6\) mol

- Ở trạng thái cân bằng: \(n_{SO_3} = 0,3\) mol

- Nhiệt độ không đổi

# Bước 1: Xác định số mol biến đổi của các chất

Phản ứng:

\[

2SO_2 + O_2 \rightleftharpoons 2SO_3

\]

Giả sử lượng SO_3 tạo thành là \(x = 0,3\) mol (đã cho).

Vì phản ứng tạo ra 2 mol SO_3 từ 2 mol SO_2 và 1 mol O_2, nên:

- Số mol SO_2 phản ứng: \(\frac{2}{2} \times x = x = 0,3\) mol

- Số mol O_2 phản ứng: \(\frac{1}{2} \times x = 0,15\) mol

# Bước 2: Tính số mol các chất khi cân bằng

- \(n_{SO_2, cân bằng} = 0,4 - 0,3 = 0,1\) mol

- \(n_{O_2, cân bằng} = 0,6 - 0,15 = 0,45\) mol

- \(n_{SO_3, cân bằng} = 0,3\) mol (cho sẵn)

# Bước 3: Tính nồng độ các chất khi cân bằng

Thể tích bình phản ứng \(V = 1\) lít, nên:

- \([SO_2] = \frac{0,1}{1} = 0,1\) mol/l

- \([O_2] = \frac{0,45}{1} = 0,45\) mol/l

- \([SO_3] = \frac{0,3}{1} = 0,3\) mol/l

# Bước 4: Viết biểu thức hằng số cân bằng \(K_c\)

\[

K_c = \frac{[SO_3]^2}{[SO_2]^2 \times [O_2]}

Thay số vào:

K_c = \frac{(0,3)^2}{(0,1)^2 \times 0,45} = \frac{0,09}{0,01 \times 0,45} = \frac{0,09}{0,0045} = 20

# Kết luận:

Hằng số cân bằng của phản ứng là \(K_c = 20\).

\[2\text{SO}_2 (\text{g}) + \text{O}_2 (\text{g}) \rightleftharpoons 2\text{SO}_3 (\text{g})\]

Giả sử trong bình phản ứng dung tích 1 lít, ban đầu có 0,4 mol \(\text{SO}_2\) và 0,6 mol \(\text{O}_2\) được giữ ở nhiệt độ không đổi. Khi đạt đến trạng thái cân bằng, lượng \(\text{SO}_3\) trong bình là 0,3 mol. Tính hằng số cân bằng của phản ứng.

Tóm tắt dữ kiện:

Phản ứng: \(2\text{SO}_2 (\text{g}) + \text{O}_2 (\text{g}) \rightleftharpoons 2\text{SO}_3 (\text{g})\)

Thể tích bình (\(V\)): 1 L

Nồng độ ban đầu (\(C_0\)):

\(C_0(\text{SO}_2) = \frac{0.4 \text{ mol}}{1 \text{ L}} = 0.4 \text{ M}\)

\(C_0(\text{O}_2) = \frac{0.6 \text{ mol}}{1 \text{ L}} = 0.6 \text{ M}\)

\(C_0(\text{SO}_3) = 0 \text{ M}\)

Nồng độ cân bằng (\(C_{cb}\)):

\(C_{cb}(\text{SO}_3) = \frac{0.3 \text{ mol}}{1 \text{ L}} = 0.3 \text{ M}\)

1. Lập bảng biến thiên nồng độ:

Gọi \(x\) là nồng độ \(\text{SO}_2\) đã phản ứng (tính theo hệ số tỉ lượng).

| Nồng độ (M) | \(2\text{SO}_2\) | \(\text{O}_2\) | \(\rightleftharpoons\) | \(2\text{SO}_3\) |

| :---: | :---: | :---: | :---: | :---: |

| Ban đầu | 0.4 | 0.6 | | 0 |

| Phản ứng | \(-2x\) | \(-x\) | | \(+2x\) |

| Cân bằng | \(0.4 - 2x\) | \(0.6 - x\) | | \(2x\) |

2. Xác định giá trị \(x\):

Theo đề bài, nồng độ cân bằng của \(\text{SO}_3\) là 0.3 M.

Ta có:

\[C_{cb}(\text{SO}_3) = 2x = 0.3 \text{ M}\]

\[x = \frac{0.3}{2} = 0.15 \text{ M}\]

3. Tính nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng:

\[C_{cb}(\text{SO}_2) = 0.4 - 2x = 0.4 - 0.3 = 0.1 \text{ M}\]

\[C_{cb}(\text{O}_2) = 0.6 - x = 0.6 - 0.15 = 0.45 \text{ M}\]

\[C_{cb}(\text{SO}_3) = 0.3 \text{ M}\]

4. Tính hằng số cân bằng \(K_c\):

Hằng số cân bằng \(K_c\) được biểu diễn theo nồng độ ở trạng thái cân bằng:

\[K_c = \frac{[\text{SO}_3]^2}{[\text{SO}_2]^2 [\text{O}_2]}\]

Thay số liệu vào biểu thức:

\[K_c = \frac{(0.3)^2}{(0.1)^2 (0.45)}\]

\[K_c = \frac{0.09}{(0.01)(0.45)}\]

\[K_c = \frac{0.09}{0.0045}\]

\[K_c = 20\]

Kết luận: Hằng số cân bằng của phản ứng ở nhiệt độ đó là 20.