Để tính giá trị của hằng số cân bằng \( K_c \) cho phản ứng:
\[ N_2O_4 \rightleftharpoons 2 NO_2 \]
Chúng ta bắt đầu với các thông tin đã cho:
- Ban đầu có 0,02 mol \( N_2O_4 \) trong bình kín có thể tích 500 ml (0,5 L).
- Nồng độ của \( N_2O_4 \) khi đạt trạng thái cân bằng là 0,0055 M.
**Bước 1: Tính số mol của \( N_2O_4 \) ở trạng thái cân bằng.**
Nồng độ \( N_2O_4 \) ở trạng thái cân bằng là 0,0055 M, do đó số mol của \( N_2O_4 \) ở trạng thái cân bằng là:
\[
n_{N_2O_4} = C \times V = 0,0055 \, \text{mol/L} \times 0,5 \, \text{L} = 0,00275 \, \text{mol}
\]
**Bước 2: Tính số mol của \( N_2O_4 \) đã phản ứng.**
Số mol ban đầu của \( N_2O_4 \) là 0,02 mol, do đó số mol đã phản ứng là:
\[
n_{N_2O_4 \, \text{đã phản ứng}} = n_{N_2O_4 \, \text{ban đầu}} - n_{N_2O_4 \, \text{cân bằng}} = 0,02 \, \text{mol} - 0,00275 \, \text{mol} = 0,01725 \, \text{mol}
\]
**Bước 3: Tính số mol của \( NO_2 \) ở trạng thái cân bằng.**
Theo phương trình phản ứng, mỗi 1 mol \( N_2O_4 \) phản ứng tạo ra 2 mol \( NO_2 \). Do đó, số mol \( NO_2 \) tạo ra là:
\[
n_{NO_2} = 2 \times n_{N_2O_4 \, \text{đã phản ứng}} = 2 \times 0,01725 \, \text{mol} = 0,0345 \, \text{mol}
\]
**Bước 4: Tính nồng độ của \( NO_2 \) ở trạng thái cân bằng.**
Nồng độ của \( NO_2 \) là:
\[
C_{NO_2} = \frac{n_{NO_2}}{V} = \frac{0,0345 \, \text{mol}}{0,5 \, \text{L}} = 0,069 \, \text{M}
\]
**Bước 5: Tính hằng số cân bằng \( K_c \).**
Hằng số cân bằng \( K_c \) được tính theo công thức:
\[
K_c = \frac{[NO_2]^2}{[N_2O_4]}
\]
Thay các giá trị vào:
\[
K_c = \frac{(0,069)^2}{0,0055} = \frac{0,004761}{0,0055} \approx 0,866
\]
**Kết luận:**
Giá trị của hằng số cân bằng \( K_c \) là khoảng 0,866.