Tiêu đề Bài 1. Khái niệm về cân bằng hoá học. - HS.pdf ✅

KIẾN THỨC TRỌNG TÂM CHƢƠNG 1. CÂN BẰNG HÓA HỌC 1 I. PHẢN ỨNG MỘT CHIỀU, PHẢN ỨNG THUẬN NGHỊCH 1) Phản ứng 1 chiều: -Trong điều kiện xác định, phản ứng xảy ra từ các chất tham gia phản ứng tạo thành chất sản phẩm và các chất sản phẩm không phản ứng được với nhau để tạo thành chất đầu được gọi là phản ứng một chiều. - Kí hiệu: là một mũi tên chỉ chiều từ trái sang phải “  ”. - Ví dụ: Fe (s) + 2HCl (aq)  FeCl2 (aq) + H2 (g). 2) Phản ứng thuận nghịch: - Phản ứng thuận nghịch là phản ứng xảy ra theo hai chiều hướng ngược nhau trong cùng điều kiện. - Kí hiệu là hai nửa mũi tên ngược chiều nhau “ ” - Ví dụ: o t ,xt,p N 3H 2NH 2 2 3 2 2 3 3 2 2 Ph¶n øng thuËn: N 3H 2NH Ph¶n øng nghÞch: 2NH N 3H - Trong thực tế, các phản ứng thuận nghịch xảy ra không hoàn toàn bởi vì trong cùng một điều kiện, các chất phản ứng tác dụng với nhau tạo thành các chất sản phẩm (phản ứng thuận), đồng thời các chất sản phẩm lại tác dụng với nhau tạo thành các chất ban đầu. Ví dụ 1. Phản ứng nào sau đây là phản ứng thuận nghịch? A. 2KClO3 o t 2KCl + 3O2. B. N2(g) + O2(g) 2NO(g). C. CH4 + 2O2 o t CO2 + 2H2O. D. Fe + 2HCl → FeCl2 + H2. Ví dụ 2. Hai thí nghiệm sau đều được thực hiện ở cùng một điều kiện (bình kín dung tích 10 L, nhiệt độ 445 oC): Thí nghiệm 1: Cho 1 mol H2 và 1 mol I2 vào bình kín. Kết quả thí nghiệm cho thấy dù thời gian phản ứng kéo dài bao lâu thì trong bình vẫn chỉ tạo ra 1,6 mol HI; còn dư 0,2 mol H2 và 0,2 mol I2. Thí nghiệm 2: Thí nghiệm 2: Cho 2 mol HI vào bình. Kết quả thí nghiệm cũng cho thấy dù thời gian phản ứng kéo dài bao lâu thì trong bình vẫn chỉ tạo ra 0,2 mol H2 và 0,2 mol I2; còn dư 1,6 mol HI. Thực hiện yêu cầu sau: a) Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra trong thí nghiệm 1 và thí nghiệm 2. b) Trong cả hai thí nghiệm trên, dù thời gian phản ứng kéo dài bao lâu thì các chất đầu đều còn lại sau phản ứng. Giải thích.
KIẾN THỨC TRỌNG TÂM CHƢƠNG 1. CÂN BẰNG HÓA HỌC 2 Ví dụ 3. Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra trong các trường hợp sau: a) Phản ứng xảy ra khi cho khí Cl2 tác dụng với nước. a) Quá trình hình thành hang động, thạch nhũ là một ví dụ điển hình về phản ứng thuận nghịch trong tự nhiên. Nước có chứa CO2 chảy qua đá vôi, bào mòn đá tạo thành Ca(HCO3)2 (phản ứng thuận) góp phần hình thành các hang động. Hợp chất Ca(HCO3)2 trong nước lại bị phân huỷ tạo ra CO2 và CaCO3 (phản ứng nghịch), hình thành các thạch nhũ, măng đá, cột đá. Ví dụ 4. Nhận xét nào sau đây không đúng? A. Trong phản ứng một chiều, chất sản phẩm không phản ứng được với nhau tạo thành chất đầu. B. Trong phản ứng thuận nghịch, các chất sản phẩm có thể phản ứng với nhau để tạo thành chất đầu. C. Phản ứng một chiều là phản ứng luôn xảy ra không hoàn toàn. D. Phản ứng thuận nghịch là phản ứng xảy ra theo hai chiều trái ngược nhau trong cùng điều kiện. II. CÂN BẰNG HÓA HỌC 1) Trạng thái cân bằng: - Trạng thái cân bằng của phản ứng thuận nghịch là trạng thái mà tại đó tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch ( t n ). - Cân bằng hóa học là một cân bằng động, phản ứng vẫn diễn ra theo 2 chiều nhưng với tốc độ bằng nhau nên ở trạng thái cân bằng nồng độ các chất không thay đổi. - Ví dụ: Cho phản ứng thuận nghịch: o t ,xt,p N 3H 2NH 2 2 3 + 2 2 3 2 2 3 3 t n t t N H t n 2 n n NH N H NH , : Tèc ®é ph¶n øng thuËn, tèc ®é ph¶n øng nghÞch k .C .C , trong ®ã k ,k : H»ng sè tèc ®é ph¶n øng k .C C ,C ,C : Nång ®é mol . + Thời điểm ban đầu: t (max) n t n , 0 vμ v gi¶m dÇn, t ̈ng dÇn; + 3 2 2 3 2 2 2 3 2 t NH t n t N H n NH 3 n N H k C Sau 1 thêi gian th× k .C .C k .C k C .C 2) Hằng số cân bằng:

KIẾN THỨC TRỌNG TÂM CHƢƠNG 1. CÂN BẰNG HÓA HỌC 4 b) Ở trạng thái cân bằng, các chất không phản ứng với nhau. c) Ở trạng thái cân bằng, nồng độ các chất sản phẩm luôn lớn hơn nồng độ các chất đầu. d) Ở trạng thái cân bằng, nồng độ các chất không thay đổi. Các nhận xét đúng là A. (a) và (b). B. (b) và (c). C. (a) và (c). D. (a) và (d). Ví dụ 4. Xét phản ứng thuận nghịch: H2(g) + I2(g) ⇌ 2HI(g) Thực hiện phản ứng trên ở trong bình kín, ở nhiệt độ 445oC với các nồng độ ban đầu khác nhau. Số liệu về nồng độ các chất ở thời điểm ban đầu và trạng thái cân bằng trong các thí nghiệm được trình bày trong Bảng 1.2. Bảng 1.2. Nồng độ các chất của phản ứng H2(g) + I2(g) ⇌ 2HI(g) ở thời điểm ban đầu và ở trạng thái cân bằng. Tính giá trị 2 C 2 2 [HI] K [H ].[I ]  ở mỗi thí nghiệm, nhận xét kết quả thu được. Ví dụ 5. Viết biểu thức hằng số cân bằng cho các phản ứng sau: a) Phản ứng tổng hợp ammonia: N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g). b) Phản ứng nung vôi: CaCO3(s) ⇌ CaO(s) + CO2(g). Ví dụ 6. Cho hai phản ứng thuận nghịch sau: (1) H2(g) + I2(g) 2HI(g) (2) 1 2 H2(g) + 1 2 I2(g) HI(g) a) Viết biểu thức tính hằng số cân bằng (KC) của hai phản ứng trên và cho biết chúng có bằng nhau không? b) Nếu hằng số cân bằng của phản ứng (1) bằng 64 thì hằng số cân bằng của phản ứng (2) bằng bao nhiêu xét ở cùng nhiệt độ? Ví dụ 7. Hằng số cân bằng KC của một phản ứng thuận nghịch phụ thuộc vào yếu tố nào sau đây? A. Nồng độ. B. Nhiệt độ. C. Áp suất. D. Chất xúc tác. Ví dụ 8. Methanol (CH3OH) là nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp hoá học. Dựa vào hằng số cân bằng của các phản ứng ở 25°C, hãy lựa chọn phản ứng thích hợp để điều chế CH3OH. Giải thích? (1) CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) KC = 2,26.104 (2) CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) KC = 8,27.10−1