Để giải bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện các bước như sau:
### Bước 1: Tính số mol các khí ban đầu
- Đầu tiên, chúng ta tính số mol của khí \( SO_2 \) và \( O_2 \) dựa trên khối lượng của chúng:
\[
\text{Khối lượng mol của } SO_2 = 64 \, \text{g/mol} \quad \Rightarrow \quad n_{SO_2} = \frac{5,12 \, \text{g}}{64 \, \text{g/mol}} = 0,08 \, \text{mol}
\]
\[
\text{Khối lượng mol của } O_2 = 32 \, \text{g/mol} \quad \Rightarrow \quad n_{O_2} = \frac{1,28 \, \text{g}}{32 \, \text{g/mol}} = 0,04 \, \text{mol}
\]
### Bước 2: Phản ứng tổng hợp \( SO_3 \)
Phản ứng tổng hợp \( SO_3 \) từ \( SO_2 \) và \( O_2 \) có phương trình như sau:
\[
2SO_2 + O_2 \rightarrow 2SO_3
\]
### Bước 3: Tính số mol khí \( SO_2 \) còn lại và lượng khí tham gia phản ứng
Theo đề bài, lượng khí \( SO_2 \) còn lại bằng 25% so với lượng ban đầu:
\[
n_{SO_2\, còn\, lại} = 0,25 \times n_{SO_2\, ban\, đầu} = 0,25 \times 0,08 = 0,02 \, \text{mol}
\]
Số mol \( SO_2 \) đã phản ứng là:
\[
n_{SO_2\, phản\, ứng} = n_{SO_2\, ban\, đầu} - n_{SO_2\, còn\, lại} = 0,08 - 0,02 = 0,06 \, \text{mol}
\]
### Bước 4: Tính số mol khí \( O_2 \) tham gia phản ứng
Theo phương trình phản ứng, 2 mol \( SO_2 \) phản ứng với 1 mol \( O_2 \). Vậy số mol \( O_2 \) tham gia phản ứng là:
\[
n_{O_2\, phản\, ứng} = \frac{1}{2} \times n_{SO_2\, phản\, ứng} = \frac{1}{2} \times 0,06 = 0,03 \, \text{mol}
\]
### Bước 5: Tính số mol khí \( SO_3 \) hình thành
Số mol \( SO_3 \) hình thành theo phản ứng là:
\[
n_{SO_3} = n_{SO_2\, phản\, ứng} = 0,06 \, \text{mol}
\]
### Bước 6: Tính số mol khí còn lại sau phản ứng
- Số mol khí \( O_2 \) còn lại:
\[
n_{O_2\, còn\, lại} = n_{O_2\, ban\, đầu} - n_{O_2\, phản\, ứng} = 0,04 - 0,03 = 0,01 \, \text{mol}
\]
### Bước 7: Tổng số mol khí sau phản ứng
Số mol khí tổng cộng sau phản ứng là:
\[
n_{tổng\, cộng} = n_{SO_2\, còn\, lại} + n_{O_2\, còn\, lại} + n_{SO_3} = 0,02 + 0,01 + 0,06 = 0,09 \, \text{mol}
\]
### Bước 8: Tính áp suất lúc cân bằng
Áp suất lúc cân bằng được tính theo công thức:
\[
P = \frac{nRT}{V}
\]
Với \( R = 0,0821 \, \text{L atm/(K mol)} \) và nhiệt độ (không đổi) là \( T \) (giả định là 298 K cho dễ tính), áp suất ban đầu là 3 atm cho tổng số mol:
\[
P_{ban\, đầu} = 3 \, \text{atm} \quad \Rightarrow \quad P = \frac{0,09 \cdot R \cdot T}{V}
\]
Vì dung tích không đổi, có thể tỷ lệ áp suất là tỷ lệ số mol, do đó:
\[
\frac{P_{cân\, bằng}}{3 \, \text{atm}} = \frac{0,09 \, \text{mol}}{0,12 \, \text{mol}} \Rightarrow P_{cân\, bằng} = 3 \cdot \frac{0,09}{0,12} = 3 \cdot 0,75 = 2,25 \, \text{atm}
\]
### Kết luận
Áp suất lúc cân bằng là **2,25 atm**.