Axit sunfuric [H2SO4, M = 98 g/mol] là chất lỏng sánh như dầu, không màu, không bay hơi. Axit sunfuric là hóa chất hàng đầu được dùng trong nhiều ngành sản xuất. Hàng năm, các nước trên thế giới sản xuất khoảng 160 triệu tấn H2SO4. Một trong những quá trình điều chế axit sunfuric là quá trình oxi hóa lưu huỳnh đioxit. Ở khoảng nhiệt độ 450oC với xúc tác V2O5, khí lưu huỳnh đioxit bị oxi hóa thành lưu huỳnh trioxit như sau:
2SO2 (k) + O2 (k) \(\overset {{V_2}{O_5},{t^o}} \leftrightarrows \) 2SO3 (k) ∆H < 0
Lượng SO3 thu được được xử lý bằng nước tạo thành oleum H2SO4.nSO3. Sau đó oleum phản ứng với nước để điều chế dung dịch axit sunfuric đậm đặc.
Hệ số nhiệt của phản ứng (g) là 2 (hệ số nhiệt phản ứng cho biết khi nhiệt độ phản ứng tăng lên 10oC thì tốc độ phản ứng tăng lên bao nhiêu lần). Nếu phản ứng oxi hóa lưu huỳnh đioxit được thực hiện ở 500oC thì tốc độ phản ứng thay đổi như thế nào so với tốc độ phản ứng ở 450oC?
Trả lời bởi giáo viên
Ta có hệ số nhiệt của phản ứng là 2
⟹ Nhiệt độ phản ứng tăng 10oC → tốc độ phản ứng tăng 2 lần.
Phản ứng oxi hóa lưu huỳnh đioxit được thực hiện ở 500oC (tăng 50oC) so với phản ứng thực hiện ở 450oC.
Ta có \(\dfrac{{500 - 450}}{{10}} = 5\)
⟹ Khi nhiệt độ tăng từ 450oC lên 500oC (tăng liên tiếp 5 lần) thì tốc độ phản ứng tăng 25 lần.
Vậy phản oxi hóa lưu huỳnh đioxit được thực hiện ở 500oC thì tốc độ phản ứng tăng 32 lần so với tốc độ phản ứng ở 450oC.
Hướng dẫn giải:
Áp dụng:
Nhiệt độ phản ứng tăng 10oC → tốc độ phản ứng tăng 2 lần.
Phản ứng oxi hóa lưu huỳnh đioxit ở 450oC có tốc độ phản ứng là v ⟹ tốc độ phản ứng ở 500oC (tăng 50oC).