Tính hằng số cân bằng K ở 25oC của phản ứng sau: 3ZnS(r) + 2NO3-(dd) + 8H+(dd) ⇄ 3Zn2+(dd) + 2NO(k) + 4H2O(ℓ) + 3S(r). Cho biết ở 25oC:Tích số tan của ZnS là TZnS = 2×10-24Hằng số điện ly của H2S là Ka1 . Ka2 = 3×10-20Phản ứng: 3H2S(dd) + 2NO3-(dd) + 2H+(dd) ⇄ 2NO(k) + 4H2O(ℓ) + 3S(r) có hằng số cân bằng K = 1083.
Trả lời:
Đáp án đúng: B
Để tính hằng số cân bằng K của phản ứng 3ZnS(r) + 2NO3-(dd) + 8H+(dd) ⇄ 3Zn2+(dd) + 2NO(k) + 4H2O(ℓ) + 3S(r), ta sử dụng các thông tin đã cho.
Ta có các phản ứng và hằng số cân bằng:
1) ZnS(r) ⇄ Zn2+(dd) + S2-(dd) ; TZnS = [Zn2+][S2-] = 2 × 10-24
2) H2S(dd) ⇄ 2H+(dd) + S2-(dd) ; Ka1.Ka2 = [H+]2[S2-]/[H2S] = 3 × 10-20
3) 3H2S(dd) + 2NO3-(dd) + 2H+(dd) ⇄ 2NO(k) + 4H2O(ℓ) + 3S(r) ; K3 = 1083
Phản ứng cần tính K:
4) 3ZnS(r) + 2NO3-(dd) + 8H+(dd) ⇄ 3Zn2+(dd) + 2NO(k) + 4H2O(ℓ) + 3S(r) ; K4 = ?
Ta có thể biểu diễn phản ứng (4) thông qua tổ hợp các phản ứng (1), (2) và (3). Nhân phản ứng (1) với 3, đảo ngược phản ứng (2) và nhân với 3, sau đó cộng với phản ứng (3).
3ZnS(r) ⇄ 3Zn2+(dd) + 3S2-(dd) ; K1' = (2 × 10-24)3 = 8 × 10-72
3(2H+(dd) + S2-(dd) ⇄ H2S(dd)) ; K2' = (1/(3 × 10-20))3 = (1/27) × 1060
3H2S(dd) + 2NO3-(dd) + 2H+(dd) ⇄ 2NO(k) + 4H2O(ℓ) + 3S(r) ; K3 = 1083
Cộng các phản ứng trên, ta có:
3ZnS(r) + 2NO3-(dd) + 8H+(dd) ⇄ 3Zn2+(dd) + 2NO(k) + 4H2O(ℓ) + 3S(r)
Vậy K4 = K1' × K2' × K3 = (8 × 10-72) × ((1/27) × 1060) × 1083 = (8/27) × 1071 ≈ 0.296 × 1071 ≈ 2.96 × 1070. Do đó, đáp án gần nhất là 3 × 1070.
