Câu II.2
Đề bài
Xét phản ứng trong bình có thể tích không đổi:
$$\ce{2SO2(g) + O2(g) -> 2SO3(g)}.$$
Dữ liệu nồng độ ở hai thời điểm được cho dưới đây:
| Thời gian (s) | [SO₂] (M) | [O₂] (M) |
|---|---:|---:|
| 300 | 0,0270 | 0,0500 |
| 720 | 0,0194 | ? |
Ở thời điểm 300 s, nồng độ SO₃ là 0,0072 M.
Quy ước:
$\Delta[X]=[X]_{\text{sau}}-[X]_{\text{trước}}.$
a) Viết biểu thức tốc độ trung bình theo các chất.
b) Tính tốc độ trung bình từ 300 s đến 720 s theo SO₂, đơn vị mol/(L·s).
c) Tính nồng độ O₂ và SO₃ ở thời điểm 720 s.
Hướng dẫn giải
**Đáp án**:
Tự đối chiếu lời giải.
**Giải thích**:
a) SO₂ và O₂ giảm nồng độ; SO₃ tăng nồng độ. Chia mỗi biến thiên cho hệ số tương ứng:
$$v_{\mathrm{tb}}=-\frac{\Delta[\ce{SO2}]}{2\Delta t}$$
$$=-\frac{\Delta[\ce{O2}]}{\Delta t}$$
$$=+\frac{\Delta[\ce{SO3}]}{2\Delta t}.$$
b) Khoảng thời gian:
$$\Delta t=720-300=420\,\mathrm s.$$
Độ giảm nồng độ SO₂:
$$0{,}0270-0{,}0194=0{,}0076\,\mathrm M.$$
Vì hệ số SO₂ là 2:
$$v_{\mathrm{tb}}=\frac{0{,}0076}{2\times420}$$
$$\approx9{,}05\times10^{-6}\,\mathrm{mol/(L\cdot s)}.$$
c) Theo tỉ lệ 2 SO₂ : 1 O₂ : 2 SO₃, trong khoảng này O₂ giảm:
$$0{,}0076/2=0{,}0038\,\mathrm M,$$
còn SO₃ tăng 0,0076 M. Ở 720 s:
$[\ce{O2}]=0{,}0500-0{,}0038$
$=0{,}0462\,\mathrm M,$
$[\ce{SO3}]=0{,}0072+0{,}0076$
$=0{,}0148\,\mathrm M.$
Các nồng độ không âm; lượng SO₃ tăng bằng lượng SO₂ giảm, phù hợp hệ số phản ứng.
Biểu điểm tham khảo: a 1; b 1; mỗi nồng độ ở c 0,5 điểm.