Ôn lại bài cũ

50
Bài
CHÚNG TA QUAN TÂM
Hiểu cân bằng hóa học và đại lượng đặc trưng cho nó là hằng số cân bằng.
Hiểu sự chuyển dịch cân bằng là gì và chuyển dịch như thế nào khi biến đổi nồng độ, nhiệt độ và áp suất.
Sử dụng biểu thức hằng số cân bằng để làm những bài tập đơn giản.
NỘI DUNG BÀI HỌC
I- phản ứng một chiều, phản ứng thuận nghịch và cân bằng hóa học
Phản ứng một chiều

Phản ứng thuận nghịch

Cân bằng hóa học
1
2
3
1: Phản ứng một chiều
Xét phản ứng

2KClO3 2KCl +3O2

Khi đun nóng các tinh thể KClO3 có mặt chất xúc tác MnO2, KClO3 phân hủy thành KCl và O2.
Cũng trong điều kiện đó, KCl và O2 không phản ứng được với nhau tạo KClO3, nghĩa là phản ứng chỉ xảy ra theo một chiềutừ trái sang phải. Phản ứng như thế được gọi là phản ứng một chiều.
Trong phương trình hóa học của phản ứng một chiều, người ta sử dụng mũi tên chỉ chiều phản ứng.
MnO2
T0
2: Phản ứng thuận nghịch
Xét phản ứng:
Cl2 + H2O HCl +HClO3
Ở điều kiện thường, Cl2 phản ứng với H2O tạo thành HCl và HClO, đồng thời HCl và HClO sinh ra cũng tác dung được với nhau tạo Cl2 và H2O, nghĩa là trong cùng điều kiện hai phản ứng xảy ra theo hai chiều trái ngược nhau. Phản ứng như thế gọi là phản ứng thuận nghịch
Trong phương trình hóa học của phản ứng thuận nghịch, người ta sử dụng hai mũi tên ngược chiều nhau thay cho một mũi tên đối với phản ứng một chiều. Chiều mũi tên chỉ
từ trái ang phải là chiều phản
ứng thuận, chiều mũi tên tù
phải sang trái là chiều phản
ứng nghịch.


3 Cân bằng hóa học
Xét phản ứng thuận nghịch:
H2(K) + I2(K) 2HI
Cho H2 và I2 vào trong một bình kín ở nhiệt độ cao và không đổi. Lúc đầu tốc độ phản ứng thuận(vt) lớn vì nồng độ H2 và I2 lớn, trong khi đó tốc độ phản ứng nghịch bằng không, vì nồng độ HI bằng không. Trong quá trình diễn ra phản ứng nồng độ H2 và I2 giảm dần nên vt giảm dần, còn vn tăng dần, vì nồng độ HI tăng dần.
Đến khi vt=vn thì nồng độ các chất trong phản ứng được giữ nguyên ( nhiệt độ giữ nguyên)
trạng thai này của phản ứng thuận nghịch được gọi là cân bằng hóa học .
3:Cân bằng hóa học
Ở trạng thái cân bằng, phản ứng không dừng lại, mà phản ứng thuận và nghịc vẫn diễn ra, nhưng với tốc độ bằng nhau. Điều này có nghĩa là trong cùng một đơn vị thời gian, nồng độ các chất phản ứng giảm đi bao nhiêu theo phản ứng thuận lại được tạo ra bấy nhiêu theo phản ứng nghịch. Do đó, cân bằng hóa học là cân bằng động học
Kết luận : Cân bằng hóa học là trạng thái của phản ứng thuận nghịch khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch.
II:Hằng số cân bằng
Cân bằng trong hệ đồng thể:
Xét hệ cân bằng sau:
N2O4(K) 2NO2(K)
(Xét hệ cân bằng ở 25oC)



II:Hằng số cân bằng
Khái niệm :Hệ đồng thể là hệ không có bề mặt phân chia trong hệ.
Hệ cân bằng N2O4 (K) 2NO2 (K) Ở 25OC
1: CÂN BẰNG TRONG HỆ SỐ ĐỒNG THỂ

KC(*) =

Hằng số cân bằng Kc của phản ứng xác định chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ.
Phương trình tổng quát:
aA + bB Cc+dD
Kc =

[NO2]2
[N2O4]
[C]c[D]d
[A]a[B]b
Khái niệm:Hệ dị thể là hệ có bề mặt phân chia trong hệ , qua bề mặt này có sự thay đổi đột ngột tính chất.
2: Cân bằng trong hệ dị thể
Xét hệ cân bằng :
C(r) + CO2 (k) 2CO(k)
Nồng độ của chât rắn được coi là hằng số, nên nó không có mặt trong biểu thức hằng số cân bằng Kc. Đối với cân bằng trên ta có :
Kc = [CO]2
[CO2]
Gía trị hằng số cân bằng có ý nghĩa rất lớn, vì nó cho biết lượng chất phản ứng còn lại và lượng sản phẩm thu được tạo thành ở vị trí cân bằng, do đó biết được hiệu suất của phản ứng. Thhis dụ :
CaCO3 (r) CaO (r) +CO2(k) ; KC=[CO2]
2: Cân bằng trong hệ đồng thể
Ở 8200C, KC = 4,28.10-3, do đó [CO2] = 4,28.10-3 mol//l
Ở 8800C, KC = 1,06.10-2, nên [CO2] = 1,06.10-2mol/l
Vậy ở nhiệt độ cao hơn, khi phản ứng ở trạng thái cân bằng, lượng CO2 ( đồng thời lượn
CaO) tạo thành theo phản
ứng nhiều hơn nghĩa là ở nhiệt
độ cao hơn hiệu xuât chuyển
hóa CaCO3 thành CaO và CO2
lớn hơn
III : Sự chuyển dịch cân bằng hóa học
Thí nghiệm :
Nạp đầy khí NO2 vào cả hai ống nghiệm, ở nhiệt độ thường. Nút kín cả hai ống, trong đó có cân bằng sau:
2NO2(k) N2O4(k)
(màu nâu đỏ) ( không màu)
Màu của cả hai hỗn hợp khí trong cân bằng là như nhau.
III: Sự chuyển dịch cân bằng hóa học
2 : Định nghĩa
Sự chuyển dich cân bằng hóa học là sự chuyển dịch từ trạng thái cân bằng này sang trạng thái cân bằng khác do tác động của các yếu tố từ bên ngoài vào cân bằng.

Những yếu tố làm chuển dịch cân bằng là nồng độ, áp suất và nhiệt độ. Chúng được gọi là các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học
IV: Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học
1: Ảnh hưởng của nồng độ
1:Ảnh hưởng của nồng độ
Xét hệ cân bằng sau trong một bình kín ở nhiệt độ cao và không đổi:
C(r)+CO2(k) 2CO(k)
KC = [CO]2
[CO2]
Ở 8000C, hằng số cân bằng KC không biến đổi và bằng 9,2.10-2.
Nhận xét: khi tăng hoặc giảm nồng độ một chất trong cân bằng, thì cân bằng bao giờ cũng chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động của việc tăng hoặc giảm nồng độ của chất đó.
2: Ảnh hưởng của áp suất
Xét hệ cân bằng trong xi lanh kín có pít tông ở nhiệt độ thường và không đổi:
N2O2(K) 2NO2(k)
Khi hệ đang ở trạng thái cân bằng, nếu ta tăng áp suất chung của hệ, ví dụ tăng hai lần, bằng cách đẩy pít tông vào để cho thể tích chung của hệ giảm hai lần, ngay lúc đó nồng độ của NO2 và N2O4 đều tăng hai lần. Kết quả là tử số trong biểu thức tính KC tăng 4 lần trong khi mẫu số chỉ tăng 2 lần. Ở nhiệt độ xác định, hằng số cân bằng KC không đổi,
nên để bù lại việc tăng ít của mẫu số, số mol khí
N2O4 phải được tạo thêm, đồng thời số mol khí
NO2 phải giảm bớt, nghĩa là cân bằng chuyển
dịch theo chiều nghịch.
2:Ảnh hưởng của áp suất
Nhận xét: Từ phản ứng ta thấy, cứ 2 mol khí NO2 phản ứng tạo ra 1 mol khí N2O4, nghĩa là phẩn ứng nghịch làm giảm số mol khí trong hệ, do đó làm giảm áp suất chung của hệ.
Kết luận: khi tăng hoặc giảm áp suất chung của hệ cân bằng thì bao giờ cân bằng cũng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động của việc tăng hoặc giảm áp suất đó.
ví dụ:
H2(k) + I2(K) 2HI(k)
Fe2O3(r) + 3CO(k) 2Fe(r) + 3CO2(k)
CaO(r) + SiO2(r) CaSiO3(r)
3 : Ảnh hưởng của nhiệt độ
3: Ảnh hưởng của nhiệt độ
Hằng số cân bằng KC của phản ứng xác định chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ, nên khi nhiệt độ biến đổi, cân bằng sẽ chuyển dịch sang một trạng thái cân bằng mới ứng với giá trị mới của hằng số cân bằng. Ví dụ:
N2O4(k) 2NO2(k) H=58kJ >0
( không màu) (màu nâu đỏ)
Khi hỗn hợp khí trên đang ở trạng thái cân bằng, nếu đun nóng hỗn hợp khí bằng cách ngâm bình đừng hỗn hợp vào nước sôi, màu nâu đỏ của hỗn hợp khí đậm lên, nghĩa là cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận, chiều của phản ứng thu nhiệt.
Kết luận: khi tăng nhiệt độ, cân bằng cân bằng chuyển dịch theo chiều phản ứng thu nhiệt, nghĩa là chiều làm giảm tác động của việc tăng nhiệt độ vá khi giảm nhiệt độ, cân bằng chuyển dich theo phản ứng tỏa nhiệt, chiều làm giảm tác động của việc giảm nhiệt độ.
3: Ảnh hưởng của nhiệt độ
Các yếu tố nồng độ, áp suất và nhiệt độ ảnh đến cân bằng hóa học đã được Lơ Sa-tơ-li-ê ( nhà bác học người Pháp – tác gia của nguyên lý chuyển dịch cân bằng) tổng kết thành nguyên lí được gọi là nguyên lí Lơ Sa-tơ-li-ê như sau:
Một phản ứng thuận nghịch đang ở trang thái cân bằng khi chịu tác động từ bên ngoài, như biến đổi nồng độ, áp suất, nhiệt độ, thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động từ bên ngoài đó.
Henri Louis Le Chatelier
Ông sinh ngày 8-10-1850 ở Pari, mất ngày 17-11-1936 ở French Chemist.
4 : Vai trò của chất xúc tác
Chất xúc tác không làm biến đổi nồng độcác các chất trong cân bằng, nên không làm cân bằng chuyển dịch. Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng thuận và tốc độ phản ứng nghịch với số lần bằng nhau, nên khi phản ứng thuận nghịch chưa ở trạng thái cân
bằng thì chất xúc tác có tác dụng
làm cân bằng được thiết lập
nhanh hơn.
V : Ý nghĩa của tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học trong sản xuất hóc học
Ví dụ 1:Trong quá trình sản xuất axit sunfuric,ta có phản ứng sau:
2SO2(k) + O2(k) 2SO3(k) ; H= -198 kJ < 0
Trong phản ứng này ta sử dụng Oxi làm không khí
Ở nhiệt độ thường, phản ứng xảy ra rất chậm. Để tăng tốc độ phản ứng, phải tăng nhiệt độ và chất xúc tác. Nhưng đây là phản ứng tỏa nhiệt nên khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch làm giảm hiệu suất cho phản ứng. Để hạn chế tác dụng này, ta duungf một lượng dư không khí, nghĩa là tăng nồng độ Oxi, làm cho cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.
V : Ý nghĩa của tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học trong sản xuất hóa học
Ví dụ 2: Trong công nghiệp Amoniac được tổng hợp theo phản ứng sau:
N2(k) + 3H3(k) 2NH3(k) ; H = - 92kJ < 0
Đặc điểm của phản ứng này là tốc đọ rất chậm ở nhiệt độ thường, tỏa nhiệt và mol khí của sản phẩm ít hơn số mol khí của các chất tham gia phản ứng.Do đó, ta phải thực hiện phản uwnngs này ở nhiệt độ cao, áp suất cao và dùng chất xúc tác. Ở áp suất cao, cân bằng chuyển dịch sang phiá tạo NH3, nhưng ơ nhiệt độ cao cân bằng chuyển dịch ngược lại, nên chỉ thực hiện phản ứng ở nhiệt độ thích hợp.
Những người thực hiện
MC: Mai Thủy Tiên, Bùi Huy Sáng
Tổng biên tập:Đỗ Khánh Linh
Đồng thực hiện:
Phạm Thị Trang
Trần Duy Anh
Lưu Đình Việt Ân
Nguyễn Minh Tân
Nguyễn Thị Thương
Thank got you listen to me!