Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Điều chế khí O₂ , người ta nhiệt phân KClO₃ có xúc tác MnO₂. Nếu tiến hành nhiệt phân 4,9 gam KClO₃ thì khối lượng oxi thu được là bao nhiêu? Biết hiệu suất phản ứng là 75%.

Hướng dẫn:

Ví dụ 2: Trong một bình kín dung tích không đổi chứa a mol O₂ và 2a mol SO₂ ở 100^oC, 10atm (có mặt xúc tác V₂O₅). Nung nóng bình một thời gian, sau đó làm nguội bình tới 100^oCC. Áp suất trong bình lúc đó là P. Thiết lập biểu thức tính P_p và tỉ khối (d) so với hiđro của hỗn hợp khí trong bình sau phản ứng theo hiệu suất phản ứng H. Hỏi P và d có giá trị trong khoảng nào?

Hướng dẫn:

Số mol hỗn hợp SO₂ và O₂: a + 2a = 3a (mol)

Phản ứng: 2SO₂ + O₂ → 2SO₃

Số mol SO₂ tham gia phản ứng: 2ah (mol)

Theo tỉ lệ phản ứng nhận thấy:

Cứ 2(mol) SO₂ phản ứng,làm số mol hỗn hợp giảm 1 (mol)

Vậy khi 2ah (mol) SO₂ phản ứng, làm số mol hỗn hợp giảm: ah (mol)

⇒ Số mol hỗn hợp sau phản ứng: 3a – ah = a(3 – h) (mol)

Áp dụng công thức: PV= nRT cho hỗn hợp ban đầu và hỗn hợp sau phản ứng, ta có: 

+) Khi h = 0 ⇒ P = 10 atm

+) Khi h = 1 ⇒ P = 20/3 atm

Do đó: 20/3 < P < 10

Khối lượng phân tử trung bình của hỗn hợp sau phản ứng:

+) Khi h = 0 ⇒ d = 80/3

+) Khi h = 1 ⇒ d = 40

Vậy giới hạn của tỉ khối d: 80/3 < d < 40

Ví dụ 3: Một bình kín đựng oxi ở nhiệt độ t^oC có áp suất P₁ (atm), sau khi phóng tia lửa điện để chuyển oxi thành ozon bình được đưa về nhiệt độ ban dầu, áp suất khí trong bình lúc này là P₂. Tiếp tục dẫn khí trong bình qua dung dịch KI (dư) thu được dung dịch A và 2,2848 lít khí (đktc).

a, Tính hiệu suất của quá trình ozon hóa. Biết rằng để trung hòa dung dịch A cần dùng 150ml dung dịch H₂SO₄ 0,08M.

b,Tính P₂ theo P₁.

Hướng dẫn:

a,Phương trình phản ứng:

b, Theo phương trình trạng thái khí lí tưởng. Nếu phản ứng xảy ra ở điều kiện nhiệt độ và thể tích không đổi thì ta có:

Ví dụ 4: Trộn 3 mol SO₂ với 2 mol O₂, cho hỗn hợp vào bình kín có chứa sẵn chất xúc tác, bật tia lửa điện để phản ứng xảy ra. Sau phản ứng, đưa bình về điều kiện ban đầu thì thấy áp suất trong bình giảm đi 10%. Tính hiệu suất của phản ứng trên.

Hướng dẫn:

Gọi x là số mol oxi đã phản ứng, ta có:

Tổng số mol khí trước phản ứng là: 3 + 2 = 5 mol

Tổng số mol khí sau phản ứng là: 5 – x

Phản ứng: 2SO₂ + O₂ ↔ 2SO₃

B. Bài tập trắc nghiệm

• Câu 1. Trộn 3 mol SO₂ với 2 mol O₂, cho hỗn hợp vào bình xin có chứa sẵn chất xúc tác, bật tia lửa điện để phản ứng xảy ra. Sau phản ứng, đưa bình về điều kiện ban đầu thì thấy áp suất trong bình giảm đi 10%, Vậy hiệu suất của phản ứng trên là:

  A. 90%       B. 60,67%       C. 33,33%       D. 50,2%

Câu 2. Trong một bình kín dung tích không đổi chứa a mol SO₂ , a mol O₂ và một ít bột xúc tác V₂O₅; áp suất và nhiệt độ trong bình là P atm và t^oC. Nung nóng bình một thời gian, sau đó đưa nhiệt độ bình về t^oC, áp suất trong bình lúc này là P’. Lập biểu thức P theo P và h (hiệu suất phản ứng). Hỏi P’ có giá trị trong khoảng nào, biết rằng ở t^oC các chất đều ở thế khí.

Câu 3. Từ 800 tấn quặng pirit sắt (FeS₂) chứa 25% tạp chất không cháy, có thể sản xuất được bao nhiêu m³ dung dịch H₂SO₄ 93% (D = 1,83 g/ml)? Giả thiết tỉ lệ hao hụt là 5%.

A. 473 m³        B. 547 m³        C. 324 m³        D. 284m³

Câu 4. Đốt cháy hoàn toàn 80 gam pirit sắt trong không khí thu được chất rắn A và khí B. Lượng chất rắn A tác dụng vừa đủ với 200g H₂SO₄ 29,4%. Độ nguyên chất của quặng là:

A. 60%       B. 70%       C. 80%       D. 95%

Câu 5. Nung nóng m gam PbS ngoài không khí sau một thời gian, thu được hỗn hợp rắn (có chứa một oxit) nặng 0,95 m gam. Phần trăm khối lượng PbS đã bị đốt cháy là

A. 74,69%       B. 95,00%       C. 25,31%       D. 64,68%