Dạng 1: Lý thuyết về cân bằng hóa học
* Một số ví dụ điển hình:
Ví dụ 1: Phản ứng thuận nghịch là phản ứng
A. trong cùng điều kiện, phản ứng xảy ra theo hai chiều trái ngược nhau.
B. có phương trình hoá học được biểu diễn bằng mũi tên một chiều.
C. chỉ xảy ra theo một chiều nhất định.
D. xảy ra giữa hai chất khí.
Hướng dẫn giải chi tiết:
Phản ứng thuận nghịch là phản ứng trong cùng điều kiện, phản ứng xảy ra theo hai chiều trái ngược nhau.
Đáp án A
Ví dụ 2: Cân bằng hoá học
A. là một trạng thái cân bằng động vì khi hệ đạt cân bằng hoá học, các phản ứng thuận và phản ứng nghịch vẫn tiếp tục xảy ra với tốc độ bằng nhau.
B. là một cân bằng tĩnh vì khi đó, các phản ứng thuận và phản ứng nghịch đều dừng lại.
C. là một trạng thái cân bằng động vì khi hệ đạt cân bằng hoá học, các phản ứng thuận và phản ứng nghịch vẫn tiếp tục xảy ra nhưng với tốc độ không bằng nhau.
D. là một trạng thái cân bằng động vì khi hệ đạt cân bằng hoá học, phản ứng thuận dừng lại còn phản ứng nghịch vẫn tiếp tục xảy ra.
Hướng dẫn giải chi tiết:
Định nghĩa cân bằng hóa học: là một trạng thái cân bằng động vì khi hệ đạt cân bằng hoá học, các phản ứng thuận và phản ứng nghịch vẫn tiếp tục xảy ra với tốc độ bằng nhau.
Đáp án A
Ví dụ 3: Hằng số cân bằng của một phản ứng thuận nghịch phụ thuộc vào những yếu tố nào sau đây ?
A. Nhiệt độ.
B. Chất xúc tác.
C. Áp suất.
D. Nồng độ các chất phản ứng.
Hướng dẫn giải chi tiết:
Hằng số cân bằng của một phản ứng thuận nghịch chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ, nếu nhiệt độ không đổi, hằng số cân bằng được giữ nguyên và ngược lại.
Đáp án A
Ví dụ 4: Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hoá học là :
A. nồng độ, nhiệt độ và chất xúc tác.
B. nồng độ, áp suất và diện tích bề mặt.
C. nồng độ, nhiệt độ và áp suất.
D. áp suất, nhiệt độ và chất xúc tác.
Hướng dẫn giải chi tiết:
Lưu ý: Chất xúc tác và diện tích bề mặt chỉ ảnh hưởng đến tốc độ hóa học.
Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học là: nồng độ, nhiệt độ và áp suất.
Đáp án C
Dạng 2: Bài toán tính hằng số cân bằng
* Một số lưu ý cần nhớ:
Xét phản ứng hóa học:
a A + b B \[ \mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over{\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} \]c C + d D
Hằng số cân bằng :K = \[\frac{{{{\left[ C \right]}^c}{{\left[ D \right]}^d}}}{{{{{\rm{[}}A]}^a}{{[B{\rm{]}}}^b}}}\]
* Một số ví dụ minh họa:
Ví dụ 1: Một bình kín có thể tích là 0,5 lít chứa 0,5 mol H2 và 0,5 mol N2, ở nhiệt độ [toC] ; khi ở trạng thái cân bằng có 0,2 mol NH3 tạo thành. Hằng số cân bằng KC của phản ứng tổng hợp NH3 là :
A. 1,278. B. 3,125.
C. 4,125. D. 6,75.
Hướng dẫn giải chi tiết:
Nồng độ mol của H2 ban đầu là: 0,5 : 0,5 = 1M
Nồng độ mol của N2 ban đầu là: 0,5 : 0,5 = 1M
Nồng độ mol của NH3 sau phản ứng là: 0,2 : 0,5 = 0,4M
Ta có phương trình phản ứng:
N2 + 3H2 \[ \mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over{\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} \]2NH3
Bđ 1 1
Pu 0,2 0,6 0,4
Spu 0,8 0,4 0,4
=> \[{K_C} = \frac{{{{\left[ {N{H_3}} \right]}^2}}}{{\left[ {{N_2}} \right].{{\left[ {{H_2}} \right]}^3}}} = \frac{{0,{4^2}}}{{0,8.0,{4^3}}} = 3,125\]
Đáp án B
Ví dụ 2: Một bình phản ứng có dung tích không đổi, chứa hỗn hợp khí N2 và H2 với nồng độ tương ứng là 0,3M và 0,7M. Sau khi phản ứng tổng hợp NH3 đạt trạng thái cân bằng ở toC, H2 chiếm 50% thể tích hỗn hợp thu được. Hằng số cân bằng KC ở toC của phản ứng có giá trị là :
A. 3,125. B. 0,500.
C. 0,609. D. 2,500.
Hướng dẫn giải chi tiết:
Ta có phương trình:
N2 +3H2 → 2NH3
Bđ 0,3 0,7
pư x 3x 2x
spư 0,3 –x 0,7 – 3x 2x
Theo đề bài sau phản ứng, lượng H2 chiếm 50% thể tích hỗn hợp thu được
=> \[\frac{{0,7 - 3x}}{{0,3 - x + 0,7 - 3x + 2x}} = \frac{1}{2}\].
=> x = 0,1
Sau phản ứng số mol của N2, H2, NH3 lần lượt là 0,2; 0,4; 0,2
=> K = \[\frac{{0,{2^2}}}{{0,2.0,{4^3}}} = 3,125\]
Đáp án A.
Dạng 3: Xác định nồng độ các chất trong phản ứng thuận nghịch
Một số ví dụ điển hình:
Ví dụ 1: Người ta cho N2 và H2 vào trong bình kín dung tích không đổi và thực hiện phản ứng :
N2 + 3H2 \[ \mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over{\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} \] 2NH3
Sau một thời gian, nồng độ các chất trong bình như sau: [N2] = 2M ; [H2] = 3M ; [NH3] = 2M. Nồng độ mol/l của N2 và H2 ban đầu lần lượt là :
A. 3 và 6. B. 2 và 3.
C. 4 và 8. D. 2 và 4.
Hướng dẫn giải chi tiết:
Xét lượng N2, H2 tham gia phản ứng, thì ta có phương trình:
N2 + 3H2 → 2NH3 [1]
[1] CM N2 phản ứng = ½ CM NH3 sinh ra = 1M
[1] CM H2 = 3/2 CM NH3 sinh ra = 3M
=> CM N2 ban đầu = 1 + 2 = 3M
CM H2 ban đầu = 3 + 3 = 6M
Đáp án A.
Ví dụ 2: Cho phản ứng hóa học : CO [k] + Cl2 [k] \[ \mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over{\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} \] COCl2 [k] KC = 4
Biết rằng ở toC nồng độ cân bằng của CO là 0,20 mol/l và của Cl2 là 0,30 mol/l. Nồng độ cân bằng của COCl2 ở toC là :
A. 0,024 [mol/l].
B. 0,24 [mol/l].
C. 2,400 [mol/l].
D. 0,0024 [mol/l].
Hướng dẫn giải chi tiết:
Từ phương trình hóa học
\[\begin{array}{l}{K_C} = \frac{{\left[ {COC{l_2}} \right]}}{{\left[ {CO} \right].\left[ {C{l_2}} \right]}} = \frac{{\left[ {COC{l_2}} \right]}}{{0,2.0,3}} = 4\\ = > \left[ {COC{l_2}} \right] = 4*0,2*0,3 = 0,024M\end{array}\]
Đáp án A
Loigiaihay.com
17:06:5419/02/2021
Bài viết này chúng ta cùng ôn lại một số kiến thức cần nắm vững về tốc độ phản ứng, cân bằng hóa học và đặc biệt là vận dụng kiến thức này giải một số bài tập vận dụng.
I. Kiến thức cần nhớ
1. Tốc độ phản ứng
• Tốc độ phản ứng tăng khi:
- Tăng nồng độ chất phản ứng
- Tăng áp suất chất phản ứng [nếu là chất khí]
- Tăng nhiệt độ cho phản ứng
- Tăng diện tích tiếp xúc của các chất phản ứng
- Có mặt chất xúc tác.
* Lưu ý: Chất xúc tác là chất làm tăng tốc độ phản ứng, nhưng còn lại sau khi phản ứng kết thúc.
2. Cân bằng hóa học
• Cân bằng hóa học
- Là trạng thái của phản ứng thuận nghịch mà tại đó vận tốc của phản ứng thuận bằng vận tốc phản ứng nghịch.
• Phản ứng thuận nghịch
- Là phản ứng xảy ra đồng thời theo hai chiều ngược nhau trong cùng điều kiện như nhau.
> Lưu ý: Cân bằng hóa học là cân bằng động vì khi đó phản ứng thuận và phản ứng nghịch vẫn xảy ra nhưng với vận tốc như nhau nên nồng độ các chất trong hệ không còn thay đổi.
3. Chuyển dịch cân bằng, Nguyên lí Lơ Sa-tơ-li-ê
• Sự chuyển dịch cân bằng là sự di chuyển từ trạng thái cân bằng này sang trạng thái cân bằng khác do tác động của các yếu tố từ bên ngoài lên cân bằng.
• Cân bằng của phản ứng thuận nghịch sẽ chuyển dời theo chiều chống lại sự thay đổi các điều kiện bên ngoài [về nồng độ, nhiệt độ, áp suất], được thể hiện trong nguyên lý Lơ Sa-tơ-li-ê:
- Khi tăng nồng độ một chất nào đó [trừ chất rắn] trong cân bằng, cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều phản ứng làm giảm nồng độ chất đó và ngược lại.
- Khi tăng áp suất chung của hệ cân bằng, cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều phản ứng có số mol khí ít hơn và ngược lại.
- Khi tăng nhiệt độ, cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều phản ứng thu nhiệt và ngược lại.
II. Bài tập về tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học
* Bài 1 trang 166 SGK Hóa 10: Nội dung nào thể hiện trong các câu sau đây là sai:
A. Nhiên liệu cháy ở tầng khí quyển trên cao nhanh hơn khi cháy ở mặt đất.
B. Nước giải khát được nén CO2 vào ở áp suất cao hơn sẽ có độ chua [độ axit] lớn hơn.
C. Thực phẩm được bảo quản ở nhiệt độ thấp hơn sẽ giữ được lâu hơn.
D. Than cháy trong oxi nguyên chất nhanh hơn khi cháy trong không khí.
* Lời giải bài 1 trang 166 SGK Hóa 10:
- Đáp án: A. Nhiên liệu cháy ở tầng khí quyển trên cao nhanh hơn khi cháy ở mặt đất.
- Nội dung thể hiện trong câu A là sai vì càng lên cao không khí càng loãng do đó nồng độ oxi càng giảm, nên nhiên liệu cháy ở tầng khí quyển trên cao sẽ chậm hơn khi cháy ở mặt đất.
* Bài 2 trang 167 SGK Hóa 10: Nội Cho biết cân bằng sau được thực hiện trong bình kín:
PCl5 [k]
Yếu tố nào sau đây tạo nên sự tăng lượng PCl3 trong cân bằng?
A. Lấy bớt PCl5 ra.
B. Thêm Cl2 vào.
C. Giảm nhiệt độ.
D. Tăng nhiệt độ.
* Lời giải bài 2 trang 167 SGK Hóa 10:
- Chọn đáp án: D. Tăng nhiệt độ.
- Vận dụng nguyên lý dịch chuyển cân bằng Lơ Sa-tơ-li-ê [Le Chatelier]
A. Lấy bớt PCl5 ra ⇒ phản ứng chuyển dịch theo chiều làm tăng PCl5 ⇒ cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch.
B. Thêm Cl2 vào ⇒ phản ứng chuyển dịch theo chiều làm giảm lượng Cl2 ⇒ cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch.
C. Giảm nhiệt độ ⇒ phản ứng xảy ra theo chiều tỏa nhiệt ⇒ cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch.
D. Tăng nhiệt độ ⇒ phản ứng xảy ra theo chiều thu nhiệt ⇒ cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.
* Bài 3 trang 167 SGK Hóa 10: Có thể dùng những biện pháp gì để tăng tốc độ của các phản ứng xảy ra chậm ở điều kiện thường?
* Lời giải bài 3 trang 167 SGK Hóa 10:
- Những biện pháp để tăng tốc độ của các phản ứng xảy ra chậm ở điều kiện thường:
1- Tăng nồng độ chất phản ứng.
2- Tăng áp suất chất phản ứng [nếu là chất khí].
3- Tăng nhiệt độ cho phản ứng.
4- Tăng diện tích tiếp xúc của các chất phản ứng.
5- Cho thêm chất xúc tác đối với phản ứng cần chất xúc tác.
* Bài 4 trang 167 SGK Hóa 10: Trong các cặp phản ứng sau, phản ứng nào có tốc độ lớn hơn?
a] Fe + CuSO4 [2M] và Fe + CuSO4 [4M]
b] Zn + CuSO4 [2M, 25oC] và Zn + CuSO4 [2M, 50oC]
c] Zn [hạt] + CuSO4 [2M] và Zn [bột] + CuSO4 [2M]
d] 2H2 + O2 → 2H2O [to thường] và 2H2 + O2 → 2H2O [tothường,xúc tác Pt]
[Nếu không ghi chú gì thêm là so sánh trong cùng điều kiện]
* Lời giải bài 4 trang 167 SGK Hóa 10:
- Những phản ứng có tốc độ lớn hơn:
a] Fe + CuSO4 [4M] do nồng độ dung dịch CuSO4 lớn hơn.
b] Zn + CuSO4 [2M, 500C] do phản ứng được thực hiện ở nhiệt độ cao hơn
c] Zn [bột] + CuSO4 [2M] do có diện tích tiếp xúc giữa kim loại và axit lớn hơn
d] 2H2 + O2 → 2H2O [to thường, xúc tác Pt] do có sự tham gia của chất xúc tác.
* Bài 5 trang 167 SGK Hóa 10: Cho biết phản ứng thuận nghịch sau:
2NaHCO3[r ]
Có thể dùng những biện pháp gì để chuyển hóa nhanh và hoàn toàn NaHCO3 thành Na2CO3.
* Lời giải bài 5 trang 167 SGK Hóa 10:
• Để chuyển hóa nhanh và hoàn toàn NaHCO3 thành Na2CO3 ta cần tìm biện pháp để cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận. Vậy những biện pháp đó là:
- Đun nóng để tăng nhiệt độ phản ứng
- Tăng nồng độ chất phản ứng Na2CO3
- Giảm lượng CO2, H2O bằng cách hút bớt ra ngoài,...
* Bài 6 trang 167 SGK Hóa 10: Hệ cân bằng sau xảy ra trong một bình kín:
CaCO3 [r]
Điều gì xảy ra nếu thực hiện một trong những biến đổi sau?
a] Tăng dung dịch của bình phản ứng.
b] Thêm CaCO3 vào bình phản ứng.
c] Lấy bớt CaO khỏi bình phản ứng.
d] Thêm ít giọt NaOH vào bình phản ứng.
e] Tăng nhiệt độ.
* Lời giải bài 6 trang 167 SGK Hóa 10:
• Vận dụng nguyên lý Lơ Sa-tơ-li-ê thì có thể xảy ra những điều sau:
a] Tăng dung tích của bình phản ứng lên ⇒ áp suất giảm ⇒ cân bằng dịch chuyển theo chiều làm tăng áp suất [tăng số mol phân tử khí] ⇒ cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.
b] Thêm CaCO3 vào bình phản ứng ⇒ cân bằng không chuyển dịch do chất rắn không làm ảnh hưởng tới cân bằng.
c] Lấy bớt CaO khỏi bình phản ứng ⇒ cân bằng không chuyển dịch do chất rắn không làm ảnh hưởng tới cân bằng.
d] Thêm ít giọt NaOH vào bình phản ứng ⇒ NaOH phản ứng với CO2 ⇒ lượng CO2 giảm ⇒ cân bằng chuyển dịch theo chiều làm tăng lượng CO2 ⇒ cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.
e] Tăng nhiệt độ ⇒ cân bằng chuyển dịch theo chiều thu nhiệt ⇒ cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.
* Bài 7 trang 167 SGK Hóa 10: Trong số các cân bằng sau, cân bằng nào sẽ chuyển dịch và dịch chuyển theo chiều nào khi giảm dung tích của bình phản ứng xuống ở nhiệt độ:
a] CH4[k] + H2O[k]
b] CO2[k] + H2[k]
c] 2SO2[k] + O2[k]
d] 2HI[k]
e] N2O4[k]
* Lời giải bài 7 trang 167 SGK Hóa 10:
• Giảm dung tích của bình phản ứng xuống ở nhiệt độ không đổi, tức là tăng áp suất của bình. Dựa vào nguyên lí chuyển dịch cân bằng Lơ-sa-tơ-li-ê, khi tăng áp suất cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm áp suất tức là theo chiều làm giảm số mol phân tử khí. Như vậy ta thu được kết quả như sau:
a] Cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch [chiều làm giảm số mol khí].
b] Cân bằng không chuyển dịch [do số mol khí ở 2 vế bằng nhau nên áp suất không ảnh hưởng đến cân bằng].
c] Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận [chiều làm giảm số mol khí].
d] Cân bằng không chuyển dịch [do số mol khí ở 2 vế bằng nhau nên áp suất không ảnh hướng đến cân bằng].
e] Cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch [chiều làm giảm số mol khí].
Như vậy với bài viết hệ thống lại kiến thức và giải một số bài tập vận dụng về tốc độ phản ứng hóa học, cân bằng hóa học ở trên. HayHocHoi hy vọng đã giúp các em dễ hiểu và nắm vứng nội dung này, mọi góp ý các em hãy để lại dưới phần đánh giá để các bài viết sau được tốt hơn.
¤ Xem thêm các bài viết khác tại:
» Mục lục bài viết SGK Hóa 10 Lý thuyết và Bài tập
» Mục lục bài viết SGK Vật lý 10 Lý thuyết và Bài tập