Title Bài 1. Cân Bằng Hóa Học.docx ✅

Trang 1 BÀI 1 : CÂN BẰNG HÓA HỌC I. Mục tiêu 1. Kiến thức Sau bài học này, HS sẽ:  Trình bày được khái niệm phản ứng thuận nghịch và trạng thái cân bằng của một phản ứng thuận nghịch  Viết được biểu thức hằng số cân bằng (K C ) của một phản ứng thuận nghịch  Thực hiện được thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ tới chuyển dịch cân bằng.  Vận dụng được nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelier để giải thích ảnh hưởng của nhiệt độ, nồng độ, áp suất đến cân bằng hóa học. 2. Năng lực: 2.1. Năng lực chung:  Năng lực tự chủ và tự học: Chủ động, tích cực tìm hiểu được khái niệm phản ứng thuận nghịch và trạng thái cân bằng của một phản ứng thuận nghịch  Năng lực giao tiếp và hợp tác: Sử dụng ngôn ngữ khoa học để mô tả các khái niệm, hiện tượng. Hoạt động nhóm một cách hiệu quả theo đúng yêu cầu của GV, tích cực tham gia các hoạt động trong lớp.  Giải quyết vấn đề và sáng tạo: Thảo luận với các thành viên trong nhóm nhằm giải quyết các vấn đề trong bài học để hoàn thành nhiệm vụ học tập. 2.2. Năng lực hóa học: a. Nhận thức hoá học: Nêu được khái niệm phản ứng thuận nghịch và trạng thái cân bằng của một phản ứng thuận nghịch. b. Tìm hiểu tự nhiên dưới góc độ hóa học: Thông qua các hoạt động thảo luận, quan sát các hiện tượng thí nghiệm rút ra được nhận xét về phản ứng thuận nghịch và cân bằng hóa học, dự đoán được chiều chuyển dịch cân bằng hóa học trong những điều kiện cụ thể. c. Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học để giải thích được: Vận dụng được các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học, đề xuất cách tăng hiệu suất phản ứng trong trường hợp cụ thể. 3. Phẩm chất - Trách nhiệm: nghiêm túc thực hiện các nhiệm vụ học tập được giao. - Trung thực: thành thật trong việc thu thập các tài liệu, viết báo cáo và các bài tập. - Chăm chỉ: tích cực trong các hoạt động cá nhân, tập thể. - Nhân ái: quan tâm, giúp đỡ, chia sẻ những khó khăn trong việc thực hiện nhiệm vụ học tập. II. Thiết bị dạy học và học liệu 1. Giáo viên  SGK, SGV, SBT.  Tranh ảnh, video thí nghiệm liên quan đến bài học (nếu cần).  Dụng cụ hóa chất để thực hiện các thí nghiệm trong SGK. 2. Học sinh  SGK, SBT.  Tranh ảnh, tư liệu sưu tầm liên quan đến bài học và dụng cụ học tập (nếu cần) theo yêu cầu của GV. III. Tiến trình dạy học 1. Hoạt động 1: Khởi động a) Mục tiêu: - Huy động các kiến thức đã được học tạo nhu cầu tiếp tục tìm hiểu kiến thức mới. - Tìm hiểu về phản ứng một chiều và phản ứng thuận nghịch. - Rèn năng lực quan sát năng lực sử dụng ngôn ngữ: Diễn đạt, trình bày ý kiến, nhận định của bản thân. b) Nội dung: GV trình bày vấn đề, HS suy nghĩ và trả lời câu hỏi. c) Sản phẩm: HS trả lời được câu hỏi theo ý kiến cá nhân. d) Tổ chức thực hiện: Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ: - GV đặt vấn đề:  Khí NO 2  (màu nâu đỏ) liên tục chuyển hóa thành khí N 2 O 4  (không màu) và ngược lại, tại một điều kiện xác định. Tại điều kiện này, khí NO 2  cũng như khí N 2 O 4  trong các bình riêng biệt (Hình 1.1), sau một thời gian đều chuyển thành hỗn hợp khí có thành phần như nhau và không đổi theo thời gian.
Trang 2  Tại thời điểm hỗn hợp khí trong hai bình có thành phần như nhau, có phản ứng diễn ra trong hai bình này hay không ? Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ - HS lắng nghe câu hỏi, suy nghĩ, thảo luận trả lời câu hỏi phần khởi động. Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận - HS đưa ra những nhận định ban đầu. - Tại thời điểm hỗn hợp khí trong hai bình có thành phần như nhau, có phản ứng diễn ra trong hai bình này nhưng tại trạng thái này tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch nên thành phần khí như nhau và không đổi. Bước 4: Kết luận, nhận định - GV đánh giá câu trả lời của HS, trên cơ sở đó dẫn dắt HS vào bài học – Bài 1: Mở đầu về cân bằng hóa học. 2. Hoạt động 2: Hình thành kiến thức mới Hoạt động 1: Tìm hiểu về khái niệm phản ứng thuận nghịch và trạng thái cân bằng Mục tiêu: Thông qua hoạt động, HS trình bày được khái niệm phản ứng một chiều, phản ứng thuận nghịch, trạng thái cân bằng của phản ứng thuận nghịch. Hoạt động của GV và HS Sản phẩm dự kiến Giao nhiệm vụ học tập: * Phản ứng một chiều - GV viết phương trình hóa học : Fe(s) + 2HCl(aq)  FeCl 2 (aq) + H 2 (g)     (1) - GV nêu đặc điểm của phản ứng (1): + Trong cùng điều kiện, FeCl 2 (aq) và H 2 (g) không thể biến đổi lại thành Fe(s) và HCl(aq) được. + Phản ứng có đặc điểm như vậy được gọi là phản ứng một chiều. - GV chốt lại đặc điểm của phản ứng một chiều: Các chất sản phẩm không phản ứng lại được với nhau tạo thành chất đầu. - GV đặt câu hỏi: Vậy có phản ứng nào mà các chất sản phẩm lại phản ứng được với nhau để tạo thành chất đầu không? * Phản ứng thuận nghịch - GV: Trong thực tế, nhiều phản ứng không chỉ diễn ra theo một chiều mà đồng thời theo cả hai chiều, chiều thuận và chiều nghịch. - GV yêu cầu HS thảo luận cặp đôi tìm hiểu Ví dụ 1 SGK trang 7 và trả lời câu hỏi: N 2 (g) + 3H 2 (g)   2NH 3 (g)     (1) + Chiều các chất ban đầu tạo thành sản phẩm được gọi là chiều gì? (chiều thuận) + Chiều các chất sản phẩm tạo thành chất ban đầu được gọi là chiều gì? (chiều nghịch) + Phản ứng thuận nghịch là gì? I. Khái niệm phản ứng thuận nghịch và trạng thái cân bằng - Phản ứng một chiều là phản ứng chỉ xảy ra theo chiều chất phản ứng biến đổi thành chất sản phẩm, ví dụ : Fe(s) + 2HCl(aq)   FeCl 2 (aq) + H 2 (g). Ví dụ 1 (SGK trang 7) - Phản ứng thuận nghịch là phản ứng trong đó ở cùng điều kiện, xảy ra đồng thời sự chuyển chất phản ứng thành chất sản phẩm và sự chuyển chất sản phẩm thành chất phản ứng. Trả lời câu hỏi 1 SGK trang 7: Một số ví dụ về phản ứng thuận nghịch: 2SO 2  + O 2      2SO 3 CH 3 COOH + C 2 H 5 OH    CH 3 COOC 2 H 5  + H 2 O Ví dụ 2 (SGK trang 7, 8) Trả lời Câu hỏi 2, 3 SGK trang 7: Câu 2. a) Sau khi trộn hai khí, phản ứng thuận diễn ra, nồng độ H 2  và I 2  giảm dần nên  giảm dần, màu tím của hỗn hợp cũng giảm dần. b) Sau một khoảng thời gian, màu tím của hỗn hợp
Trang 3 - GV kết luận: Phản ứng (1) được gọi là phản ứng thuận nghịch. - GV yêu cầu HS trả lời Câu hỏi 1 SGK trang 7: 1. Hãy nêu một số ví dụ về phản ứng thuận nghịch mà em biết. * Trạng thái cân bằng - GV chia lớp thành các nhóm, thảo luận nghiên cứu về trạng thái cân bằng hóa học thông qua Ví dụ 2 SGK trang 7, 8: H 2 (g) + I 2 (g)  2HI (g) - GV yêu cầu các nhóm trả lời Câu hỏi 2, 3 SGK trang 7: 2. Xét Ví dụ 2: a) Giải thích vì sao màu tím của hỗn hợp khí lại nhạt dần so với lúc mới bắt đầu trộn hai khí H 2  và I 2  với nhau. b) Sau một khoảng thời gian, màu tím của hỗn hợp không thay đổi, chứng tỏ nồng độ của chất nào không thay đổi? 3. Cho hai đồ thị (a) và (b) dưới đây. Mỗi đồ thị biểu diễn sự thay đổi tốc độ phản ứng thuận và tốc độ phản ứng nghịch theo thời gian Hãy cho biết đồ thị nào thể hiện đúng Ví dụ 2. Đường màu xanh trong đồ thị đó biểu diễn tốc độ phản ứng thuận hay tốc độ phản ứng nghịch? - GV dẫn dắt HS nhận xét: Trong thí nghiệm trên, lúc đầu phản ứng thuận có tốc độ lớn hơn phản ứng nghịch và ưu tiên tạo ra hydrogen iodine. Theo thời gian, tốc độ phản ứng thuận giảm dần, tốc độ phản ứng nghịch tăng dần đến khi tốc độ hai phản ứng bằng nhau. Tại thời điểm này, số mol của các chất hydrogen, iodine, hydrogen iodine không thay đổi nữa. Đây là thời điểm phản ứng thuận nghịch đạt tới trạng thái cân bằng. - GV đưa ra khái niệm trạng thái cân bằng của phản ứng thuận nghịch. không thay đổi, chứng tỏ nồng độ của I 2  không thay đổi nữa. Câu 3. Hướng dẫn giải (a) Đồ thị (a) thể hiện đúng tốc độ phàn ứng thuận nghịch do sau một khoảng thời gian nhất định, tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch. (b) Đường màu xanh trong đồ thị biểu diễn tốc độ phản ứng nghịch do sau khi trộn hai khí, phản ứng thuận diễn ra, nồng độ HI và I 2 giảm dần nên V thuận giảm dần. Trong khi đó, lượng HI sinh ra theo phản ứng thuận càng nhiều và nồng độ HI tăng nên V nghịch tăng dần. Khái niệm: Trạng thái cân bằng của phản ứng thuận nghịch là trạng thái mà tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch. Đặc điểm: + Cân bằng hóa học là một cân bằng động + Ở trạng thái cân bằng, phản ứng thuận và phản ứng nghịch vẫn tiếp diễn với tốc độ bằng nhau. + Ở trạng thái cân bằng, nồng độ của một chất bất kì trong phản ứng không đổi. Trả lời Câu hỏi 4 SGK trang 8: Vì  chỉ phụ thuộc vào bản chất của các chất trong cân bằng và nhiệt độ. => Giá trị là một hằng số ở nhiệt độ xác định. - Ở trạng thái cân bằng, trong hệ luôn luôn có mặt chất phản ứng và các chất sản phẩm.
Trang 4 - GV nhấn mạnh với HS đặc điểm của cân bằng hóa học: Cân bằng hóa học là một cân bằng động, ở trạng thái cân bằng phản ứng thuận và phản ứng nghịch vẫn tiếp diễn với tốc độ bằng nhau nhưng nồng độ của một chất bất kì trong phản ứng không đổi là do lượng mất đi và lượng sinh ra chất đó bằng nhau. - GV yêu cầu HS thảo luận trả lời Câu hỏi 4 SGK trang 8: 4. Vì sao giá trị  là một hằng số ở nhiệt độ xác định? Thực hiện nhiệm vụ: - HS suy nghĩ trả lời câu hỏi của GV, Câu hỏi 1 – 4 SGK trang 7, 8. - GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết. Báo cáo, thảo luận: - Đại diện HS trả lời câu hỏi của GV, Câu hỏi 1 – 4 SGK trang 7, 8. - GV mời HS khác nhận xét, bổ sung. Kết luận, nhận định: GV đánh giá, nhận xét, tổng kết các đặc điểm của phản ứng một chiều và phản ứng thuận nghịch, trạng thái cân bằng của phản ứng thuận nghịch. Hoạt động 2: Tìm hiểu biểu thức hằng số cân bằng và ý nghĩa Mục tiêu: Thông qua hoạt động, HS viết được biểu thức hằng số cân bằng (K C ) của một phản ứng thuận nghịch, nêu được ý nghĩa của biểu thức hằng số cân bằng. Hoạt động của GV và HS Sản phẩm dự kiến Giao nhiệm vụ học tập: * Biểu thức hằng số cân bằng - GV giới thiệu biểu thức tính tính hằng số cân bằng của phản ứng thuận nghịch tổng quát. aA + bB    mM + nN - GV lưu ý HS: + Hằng số cân bằng K C  của một phản ứng thuận nghịch, chỉ phụ thuộc nhiệt độ và bản chất của phản ứng, không phụ thuộc nồng độ ban đầu của các chất. + Nồng độ của chất rắn được coi bằng 1 và không có mặt trong biểu thức tính hằng số cân bằng. - GV lấy ví dụ về phản ứng thuận nghịch có mặt của chất rắn và hướng dẫn HS viết biểu thức hằng số cân bằng của phản ứng: C(s) + CO 2 (g)    2CO(g) - GV yêu cầu HS thảo luận trả lời Câu hỏi 5, 6 SGK trang 9: 5. Viết biểu thức hằng số cân bằng K C  cho phản ứng thuận nghịch: a) N 2 (g) + 3H 2 (g)     2NH 3 (g) b) CaCO 3 (s)     CaO(s) + CO 2 (g) 6. Viết biểu thức hằng số cân bằng K C  cho phản ứng (*), (**) dưới đây. H 2 (g) + I 2 (g)     2HI(g)     (*) H 2 (g) + I 2 (g)     HI(g)     (**) 2. Biểu thức hằng số cân bằng và ý nghĩa. a. Biểu thức hằng số cân bằng - Biểu thức tính hằng số cân bằng của phản ứng thuận nghịch aA + bB    mM + nN A, B, M, N là những chất khí hoặc những chất tan trong dung dịch phản ứng ở trạng thái cân bằng, ta có: Cab nm K AB MN       Trong đó: [A], [B], [M], [N] là nồng độ mol/l của các chất A, B, M và N; a, b, m, n lần lượt là hệ số tỉ lượng các chất trong phương trình hóa học. Trả lời Câu hỏi 5, 6 SGK trang 9: 5. 6.