CTST - Bài 1. Khái niệm về cân bằng hóa học

- 0 / 0
(Tài liệu chưa được thẩm định)
Nguồn:
Người gửi: mai thi phuong thao
Ngày gửi: 11h:11' 02-09-2024
Dung lượng: 12.6 MB
Số lượt tải: 138
Nguồn:
Người gửi: mai thi phuong thao
Ngày gửi: 11h:11' 02-09-2024
Dung lượng: 12.6 MB
Số lượt tải: 138
Số lượt thích:
0 người
CHÀO MỪNG CÁC EM
ĐẾN VỚI BÀI HỌC MỚI!
KHỞI ĐỘNG
Phản ứng hóa học là quá trình biến đổi
các chất đầu thành sản phẩm.
Tuy nhiên, có nhiều phản ứng, các chất
sản phẩm sinh ra lại có thể phản ứng với
nhau tạo thành chất đầu.
KHỞI ĐỘNG
Đối với những phản ứng thế
này, làm thế nào để thu được
nhiều sản phẩm hơn và làm
tăng hiệu suất phản ứng ?
CHƯƠNG 1. CÂN BẰNG HÓA HỌC
BÀI 1: KHÁI NIỆM VỀ
CÂN BẰNG HÓA HỌC
NỘI DUNG BÀI HỌC
02
Phản
ứng
một
chiều
và
phản
ứng thuận nghịch
Cân bằng hóa học
01
03
Các yếu tố ảnh hưởng
đến sự chuyển dịch
cân bằng hóa học
I
PHẢN ỨNG MỘT CHIỀU VÀ
PHẢN ỨNG THUẬN NGHỊCH
1. Phản ứng một chiều
Hình ảnh phản ứng đốt cháy khí methane hoặc đốt cháy than.
Đặc điểm của phản ứng (1):
Các chất sản phẩm không
phản ứng được với nhau để
tạo thành các chất đầu.
CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O (1)
Phản ứng một chiều
Khái niệm: Phản ứng một chiều là phản ứng mà các chất đầu
phản ứng với nhau tạo sản phẩm, và trong điều kiện này các
chất sản phẩm không phản ứng với nhau để tạo thành chất đầu
PTHH của phản ứng một chiều được biểu diễn bằng
mũi tên chỉ chiều phản ứng ⟶
Ví dụ : NaOH + HCl NaCl + H2O
Vậy có phản ứng nào mà các
chất sản phẩm lại phản ứng
được với nhau để tạo thành
chất đầu không?
2. Phản ứng thuận nghịch
Xét 2 thí nghiệm cùng thực hiện ở 445oC, trong bình kín dung tích 10 lít.
Thí nghiệm 1
Ban đầu
Sau phản ứng
1 mol khí H2
445oC, bình kín
0,2 mol khí H2
1 mol khí I2
0,2 mol khí I2
1,6 mol khí HI
Thí nghiệm 2
Ban đầu
2 mol khí HI
445oC, bình kín
Sau phản ứng
0,2 mol khí H2
0,2 mol khí I2
1,6 mol khí HI
a) Viết phương trình hóa học
Hoạt động mục I.2
SGK trang 6 – 7:
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.
a) PTHH:
Thí nghiệm 1: H2(g) + I2(g) 2HI(g)
Thí nghiệm 2: 2HI(g) H2(g) + I2(g)
b)
Trả lời
Ở thí nghiệm 1: khí H2 tác dụng với I2 tạo thành HI, đồng thời lại xảy
ra phản ứng HI phân hủy tạo thành I2 và H2 nên dù thời gian phản
ứng kéo dài bao lâu thì sau phản ứng các chất đầu H2, I2 vẫn còn.
Ở thí nghiệm 2 : khí HI phân hủy tạo thành H2 và I2, đồng thời lại xảy
ra phản ứng khi H2 và I2 tạo thành HI nên dù thời gian phản ứng kéo
dài bao lâu thì sau phản ứng chất đầu HI vẫn còn.
KẾT LUẬN
Phản ứng thuận nghịch là phản ứng xảy ra
theo hai chiều ngược nhau trong cùng điều
kiện.
PTHH của phản ứng thuận nghịch được biểu
diễn bằng hai nửa mũi tên ngược chiều nhau .
Chiều từ trái sang phải là chiều phản ứng thuận,
chiều từ phải sang trái là chiều phản ứng nghịch.
Ví dụ: 3O2 2O3
Trả lời CH1, CH2 mục I.2 SGK trang 7 - 8:
1. 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 hủy tạo ra CO2 và CaCO3 (phản ứng
nghịch), hình thành các thạch nhũ, măng đá, cột đá.
Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra trong hai quá trình trên.
CaCO3(s) + H2O(l) + CO2(aq) Ca(HCO3)2(aq)
Hình ảnh một số thạch nhũ, hang động
Hình ảnh một số thạch nhũ, hang động
Trả lời CH1, CH2 mục I.2 SGK trang 7 - 8:
2. Phản ứng xảy ra khi cho khí Cl2 tác dụng với nước là một phản
ứng thuận nghịch. Viết phương trình hóa học của phản ứng, xác
định phản ứng thuận, phản ứng nghịch.
• PTHH của phản ứng: Cl2 + H2O HCl + HClO
• Phản ứng thuận: Cl2 + H2O HCl + HClO
• Phản ứng nghịch: HCl + HClO Cl2 + H2O
TỔNG KẾT
Chiều phản ứng
Phản ứng một
chiều
Chỉ xảy ra một
chiều.
Phản ứng thuận nghịch
Xảy ra theo hai chiều trái ngược nhau.
• Các chất sản phẩm phản ứng được với
Không phản ứng lại
nhau để tạo thành chất đầu.
Các chất sản phẩm được với nhau tạo • Dù chất đầu là chất phản ứng của phản
thành chất đầu.
ứng thuận hay nghịch thì cuối cùng đều
thu được các chất giống nhau.
TỔNG KẾT
Phản ứng một chiều
Phản ứng thuận nghịch
Hoàn toàn
Không hoàn toàn
Biểu diễn
PTHH
Phản ứng
xảy ra
2Mg + O2 2MgO
Ví dụ
Na2CO3 + 2HCl 2NaCl
+ CO2 + H2O
2SO2 + O2 2SO3
CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O
CÂN BẰNG HÓA HỌC
II
1. Trạng thái cân bằng
Tìm hiểu về trạng thái cân
bằng hóa học thông qua
phản ứng:
H2(g) + I2(g) 2HI (g)
Xét phản ứng thuận nghịch
H2 + I2 ⇌ 2HI
Số liệu về sự thay đổi số mol các chất trong bình phản ứng ở thí nghiệm 1 được trình
bày trong bảng 1.1 dưới đây:
Thời gian (giây)
to
t1
t2
t3
t4
t5
…
tn
Số mol H2
1,0
0,6
0,4
0,3
0,2
0,2
0,2
0,2
Số mol I2
1,0
0,6
0,4
0,3
0,2
0,2
0,2
0,2
Số mol HI
0
0,8
1,2
1,4
1,6
1,6
1,6
1,6
a. vẽ đồ thị thay đổi số mol các chất theo thời gian.
b. Từ đồ thị, nhận xét về sự thay đổi số mol của các chất theo thời gian.
c. Viết biểu thức định luật tác dụng khối lượng đối với phản ứng thuận và phản ứng nghịch,
từ đó dự đoán sự thay đổi tốc độ của mỗi phản ứng theo thời gian (biết các phản ứng này
đều là phản ứng đơn giản).
d. Bắt đầu từ thời điểm nào thì số mol các chất trong hệ phản ứng không thay đổi nữa?
Trả lời
a)
b)
• Theo thời gian, số mol H2 và I2 giảm dần và từ thời điểm t4, số
mol của H2 và I2 không thay đổi nữa.
• Theo thời gian, số mol HI tăng dần và từ thời điểm t4, số mol HI
cũng không thay đổi nữa.
Trả lời
Biểu thức định luật tác dụng khối lượng đối với phản ứng thuận: vt = kt[H2].[I2]
c)
Biểu thức định luật tác dụng khối lượng đối với phản ứng nghịch: vn = kn[HI]2
Dự đoán sự thay đổi tốc độ phản ứng:
•
Theo thời gian, số mol H2, I2 giảm dần nên [H2] và [I2] giảm, tốc độ phản ứng thuận
giảm; sau một thời gian tốc độ phản ứng thuận không thay đổi theo thời gian.
•
Theo thời gian, số mol HI tăng dần nên [HI] tăng dần, tốc độ phản ứng nghịch tăng,
sau một thời gian tốc độ phản ứng nghịch không thay đổi theo thời gian.
d)
Từ thời điểm t4 thì số mol các chất trong hệ phản ứng không thay đổi.
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.
Nêu khái niệm và
Đặc điểm:
Khái niệm: Trạng thái cân bằng
• Cân bằng hóa học là một cân
thái cân bằng của
của phản ứng thuận nghịch là
bằng động
phản ứng thuận
trạng thái tại đó tốc độ phản ứng
• Các chất tham gia phản ứng/sản
nghịch.
thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch.
phẩm liên tục phản ứng với nhau
đặc điểm
trạng
để tạo thành sản phẩm/chất đầu
nhưng với tốc độ bằng nhau.
Ở trạng thái cân bằng, nồng độ các
chất không đổi.
2. Hằng số cân bằng
• Thí nghiệm 1: KC = 64,00.
• Thí nghiệm 2: KC = 63, 99 ~ 64
• Thí nghiệm 3: KC = 64,08 ~ 64
Nhận xét: giá trị biểu thức KC = thay đổi không đáng kể mặc dù
nồng độ ban đầu và nồng độ các chất tại thời điểm cân bằng khác
nhau.
a) Biểu thức của hằng số cân bằng
Aa + Bb Cc + dD
Ở trạng thái cân bằng hằng số cân bằng (KC) của phản ứng được xác định theo
biểu thức:
Trong đó:
•
[A], [B], [C], [D]: nồng độ mol của các chất A, B, C, D ở trạng thái
cân bằng
•
a, b, c, d: hệ số tỉ lượng của các chất trong phương trình hóa học
của phản ứng.
b) Ý nghĩa của hằng số cân bằng Kc
Kc không phụ thuộc vào nồng độ mà phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất của phản ứng
Không biểu diễn nồng độ của chất rắn trong Kc
Kc càng lớn thì phản ứng thuận càng chiếm ưu thế hơn và ngược lại Kc càng nhỏ thì
phản ứng nghịch chiếm ưu thế.
BÀI TẬP SỐ 6: Lập biểu thức hằng số cân bằng Kc cho các phản ứng sau:
a/ N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)
b/ CaCO(s) ⇌ CaO(s) + CO2(g)
BÀI TẬP SỐ 6: Lập biểu thức hằng số cân bằng Kc cho các phản ứng sau:
a/ N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)
b/ CaCO(s) ⇌ CaO(s) + CO2(g)
HD:
a/ Kc = [NH3 ]2 / [N2]. [H2]3
b/ Kc = [CO2 ]
BÀI TẬP SỐ 7: Ammonia (NH3) được điều chế bằng phản ứng: N2(g) +
3H2(g) ⇌ 2NH3(g)
Ở toC, nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng là: [N2] = 0,45 M; [H2] = 0,14
M; [NH3] = 0,62 M.
Tính hằng số cân bằng KC của phản ứng trên tại t oC.
BÀI TẬP SỐ 7: Ammonia (NH3) được điều chế bằng phản ứng: N2(g) +
3H2(g) ⇌ 2NH3(g)
Ở toC, nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng là: [N2] = 0,45 M; [H2] = 0,14
M; [NH3] = 0,62 M.
Tính hằng số cân bằng KC của phản ứng trên tại t oC.
III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ CHUYỂN DỊCH CÂN BẰNG HÓA HỌC
1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự chuyển dịch cân bằng hóa học
Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự chuyển dịch cân bằng
2 NO2 (g) ⇌ NO (g) ΔH < 0
( nâu đỏ)
( không mầu)
-Chuẩn bị 3 ống nghiệm chứa khí NO2 nút kín, có mầu giống nhau, cốc nước đá, cốc nước nóng
- Chia dung dịch thu được vào 3 ống nghiệm: ống (1) để so sánh, ống (2) ngâm vào cốc nước đá, ống (3)
ngâm vào cốc nước nóng.
- Quan sát sự thay đổi màu trong các ống nghiệm và điền thông tin vào bảng và phần kết luận dưới đây
Hiện tượng
Chiều chuyển dịch cân
bằng (thuận nghịch)
Tác động
Tăng nhiệt độ
Chiều chuyển dịch cân
bằng
(P/ư tỏa nhiệt/thu nhiệt)
Giảm nhiệt độ
Kết luận: Khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều làm ………….., tức là chiều phản ứng
…………., nghĩa là chiều làm …….. tác động của việc ………………. và ngược lại.
Thí nghiệm 1:
Kết luận: Khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm nhiệt độ, tức
là chiều phản ứng thu nhiệt (ΔH < 0), nghĩa là chiều làm giảm tác động của việc tăng
nhiệt độ và ngược lại.
2. Ảnh hưởng của nồng độ
Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự chuyển dịch cân bằng
CH3COONa + H2O ⇌ CH3COOH + NaOH
- Cho một vài giọt phenolphtalein vào dung dịch CH 3COONa, lắc đều dung dịch có màu
hồng nhạt.
- Chia dung dịch thu được vào 3 ống nghiệm với thể tích gần bằng nhau: ống (1) để so
sánh, ống (2) thêm vài tinh thể CH3COONa, ống (3) thêm vài giọt dung dịch CH3COOH.
- Quan sát sự thay đổi màu trong các ống nghiệm và điền thông tin vào bảng sau:
Hiện tượng
Tăng nồng độ
CH3COONa
Chiều chuyển dịch cân bằng
(tăng/giảm nồng độ)
Tăng nồng độ
CH3COOH
Tác động
Chiều chuyển dịch cân
bằng (thuận nghịch)
Kết luận: Khi ………….. một chất trong phản ứng thì cân bằng hóa học bị ……… và ………theo chiều
làm …………. của chất đó và ngược lại
Thí nghiệm 2:
Kết luận: Khi tăng nồng độ một chất trong phản ứng thì cân bằng hóa học bị phá vỡ
và chuyển dịch theo chiều làm giảm nồng độ của chất đó và ngược lại.
3. Ảnh hưởng của áp suất
● Khi tăng hoặc giảm áp suất chung của hệ thì cân bằng thì chuyển dịch
theo chiều làm giảm số mol khí (tức số mol khí ít hơn) và ngược lại.
● Chú ý : Nếu phản ứng có số mol khí ở hai vế bằng nhau hoặc phản
ứng không có chất khí thì áp suất không ảnh hưởng đến cân bằng.
Nguyên lý Le Chaterlie: “Một hệ đang ở trạng thái cân bằng, nếu ta thay đổi
một trong các thông số trạng thái (các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa
học) của hệ thì cân bằng sẽ dịch chuyển theo chiều chống lại sự thay đổi đó”.
* Lưu ý:
- Những hệ có thể tích không đổi, nguyên lí Le Chatelier mới được áp dụng chặt chẽ.
- Chỉ có thay đổi nhiệt độ mới làm giá trị của hằng số cân bằng thay đổi.
- Chất xúc tác không làm chuyển dịch cân bằng.
CỦNG CỐ
Câu 1: Phản ứng thuận nghịch là ?
Phản ứng thuận nghịch là phản ứng trong cùng điều kiện, phản ứng xảy ra theo hai chiều
trái ngược nhau.
Câu 2: Hằng số cân bằng của một phản ứng thuận nghịch phụ thuộc vào những yếu tố nào ?
Hằng số cân bằng của một phản ứng thuận nghịch chỉ phụ thuộc bản chất của chất phản ứng
và nhiệt độ, nếu nhiệt độ không đổi, hằng số cân bằng được giữ nguyên và ngược lại.
Câu 3: Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hoá học là gì?
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.
Câu 4: Đối với phản ứng thuận nghịch có tổng hệ số tỉ lượng của các chất khí ở 2 vế của
phương trình hóa bằng nhau, khi thay đổi Áp suất chung của hệ thì trạng thái cân bằng của hệ
có bị chuyển dịch không? Không bị chuyển dịch
Câu 5: Phản ứng hóa học CH3COONa + H2O ⇌ CH3COOH + NaOH thuộc loại phản
ứng 1 chiều hay thuận nghịch?
Phản ứng thuận nghịch
CỦNG CỐ
Câu 6. Cho phản ứng thuận nghịch sau: A2(g) + B2(g) ⇋ 2AB(g); ΔH > 0. Để cân bằng dịch
chuyển sang chiều thuận thì:
A. Giảm nhiệt độ, giảm áp suất.
B. Tăng nhiệt độ, giữ nguyên áp suất
C. Giảm nhiệt độ, tăng áp suất.
D. Nhiệt độ và áp suất đều tăng
Câu 7. phản ứng: 2SO2 (g) + O2 (g) ⇋ 2SO3 (g) ΔH < 0. Để cân bằng dịch chuyển theo
chiều thuận thì:
A. Tăng áp suất, giảm nhiệt độ, tăng nồng độ O2. B. Lấy SO3 ra liên tục.
C. Giảm áp suất, tăng nhiệt độ, lấy SO2 ra khỏi hệ.
D. Không dùng xúc tác nữa.
Câu 8. Phát biểu nào về chất xúc tác là không đúng?
A. Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng
B. Chất xúc tác làm giảm thời gian đạt tới cân bằng của phản ứng
C. Chất xúc tác được hoàn nguyên sau phản ứng
D. Chất xúc làm cho phản ứng dịch chuyển theo chiều thuận.
Câu 9: Sản xuất ammonia trong công nghiệp dựa trên phương trình hóa học
sau:
2N2(k) + 3H2(k) ⇋ 2NH3(k) ΔH = -92kJ
Cân bằng hóa học sẽ chuyển dịch về phía tạo ra ammonia nhiều hơn khi thực
hiện. những biện pháp kĩ thuật nào? Giải thích.
Câu 10: Bằng kiến thức hóa học hãy giải thích câu ca dao “nước chảy đá
mòn”
Câu 11: Giải thích tại sao không nên bón phân đạm ammonium cho đất chua?
Câu 12: Tại sao không bón vôi và phân đạm cùng một lúc?
Câu 13: Tại sao cư dân sống lâu ở vùng núi cao có mức hemoglobin trong
máu cao, đôi khi cao hơn 50% so với người sống ở ngang mực nước biển.
ĐẾN VỚI BÀI HỌC MỚI!
KHỞI ĐỘNG
Phản ứng hóa học là quá trình biến đổi
các chất đầu thành sản phẩm.
Tuy nhiên, có nhiều phản ứng, các chất
sản phẩm sinh ra lại có thể phản ứng với
nhau tạo thành chất đầu.
KHỞI ĐỘNG
Đối với những phản ứng thế
này, làm thế nào để thu được
nhiều sản phẩm hơn và làm
tăng hiệu suất phản ứng ?
CHƯƠNG 1. CÂN BẰNG HÓA HỌC
BÀI 1: KHÁI NIỆM VỀ
CÂN BẰNG HÓA HỌC
NỘI DUNG BÀI HỌC
02
Phản
ứng
một
chiều
và
phản
ứng thuận nghịch
Cân bằng hóa học
01
03
Các yếu tố ảnh hưởng
đến sự chuyển dịch
cân bằng hóa học
I
PHẢN ỨNG MỘT CHIỀU VÀ
PHẢN ỨNG THUẬN NGHỊCH
1. Phản ứng một chiều
Hình ảnh phản ứng đốt cháy khí methane hoặc đốt cháy than.
Đặc điểm của phản ứng (1):
Các chất sản phẩm không
phản ứng được với nhau để
tạo thành các chất đầu.
CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O (1)
Phản ứng một chiều
Khái niệm: Phản ứng một chiều là phản ứng mà các chất đầu
phản ứng với nhau tạo sản phẩm, và trong điều kiện này các
chất sản phẩm không phản ứng với nhau để tạo thành chất đầu
PTHH của phản ứng một chiều được biểu diễn bằng
mũi tên chỉ chiều phản ứng ⟶
Ví dụ : NaOH + HCl NaCl + H2O
Vậy có phản ứng nào mà các
chất sản phẩm lại phản ứng
được với nhau để tạo thành
chất đầu không?
2. Phản ứng thuận nghịch
Xét 2 thí nghiệm cùng thực hiện ở 445oC, trong bình kín dung tích 10 lít.
Thí nghiệm 1
Ban đầu
Sau phản ứng
1 mol khí H2
445oC, bình kín
0,2 mol khí H2
1 mol khí I2
0,2 mol khí I2
1,6 mol khí HI
Thí nghiệm 2
Ban đầu
2 mol khí HI
445oC, bình kín
Sau phản ứng
0,2 mol khí H2
0,2 mol khí I2
1,6 mol khí HI
a) Viết phương trình hóa học
Hoạt động mục I.2
SGK trang 6 – 7:
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.
a) PTHH:
Thí nghiệm 1: H2(g) + I2(g) 2HI(g)
Thí nghiệm 2: 2HI(g) H2(g) + I2(g)
b)
Trả lời
Ở thí nghiệm 1: khí H2 tác dụng với I2 tạo thành HI, đồng thời lại xảy
ra phản ứng HI phân hủy tạo thành I2 và H2 nên dù thời gian phản
ứng kéo dài bao lâu thì sau phản ứng các chất đầu H2, I2 vẫn còn.
Ở thí nghiệm 2 : khí HI phân hủy tạo thành H2 và I2, đồng thời lại xảy
ra phản ứng khi H2 và I2 tạo thành HI nên dù thời gian phản ứng kéo
dài bao lâu thì sau phản ứng chất đầu HI vẫn còn.
KẾT LUẬN
Phản ứng thuận nghịch là phản ứng xảy ra
theo hai chiều ngược nhau trong cùng điều
kiện.
PTHH của phản ứng thuận nghịch được biểu
diễn bằng hai nửa mũi tên ngược chiều nhau .
Chiều từ trái sang phải là chiều phản ứng thuận,
chiều từ phải sang trái là chiều phản ứng nghịch.
Ví dụ: 3O2 2O3
Trả lời CH1, CH2 mục I.2 SGK trang 7 - 8:
1. 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 hủy tạo ra CO2 và CaCO3 (phản ứng
nghịch), hình thành các thạch nhũ, măng đá, cột đá.
Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra trong hai quá trình trên.
CaCO3(s) + H2O(l) + CO2(aq) Ca(HCO3)2(aq)
Hình ảnh một số thạch nhũ, hang động
Hình ảnh một số thạch nhũ, hang động
Trả lời CH1, CH2 mục I.2 SGK trang 7 - 8:
2. Phản ứng xảy ra khi cho khí Cl2 tác dụng với nước là một phản
ứng thuận nghịch. Viết phương trình hóa học của phản ứng, xác
định phản ứng thuận, phản ứng nghịch.
• PTHH của phản ứng: Cl2 + H2O HCl + HClO
• Phản ứng thuận: Cl2 + H2O HCl + HClO
• Phản ứng nghịch: HCl + HClO Cl2 + H2O
TỔNG KẾT
Chiều phản ứng
Phản ứng một
chiều
Chỉ xảy ra một
chiều.
Phản ứng thuận nghịch
Xảy ra theo hai chiều trái ngược nhau.
• Các chất sản phẩm phản ứng được với
Không phản ứng lại
nhau để tạo thành chất đầu.
Các chất sản phẩm được với nhau tạo • Dù chất đầu là chất phản ứng của phản
thành chất đầu.
ứng thuận hay nghịch thì cuối cùng đều
thu được các chất giống nhau.
TỔNG KẾT
Phản ứng một chiều
Phản ứng thuận nghịch
Hoàn toàn
Không hoàn toàn
Biểu diễn
PTHH
Phản ứng
xảy ra
2Mg + O2 2MgO
Ví dụ
Na2CO3 + 2HCl 2NaCl
+ CO2 + H2O
2SO2 + O2 2SO3
CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O
CÂN BẰNG HÓA HỌC
II
1. Trạng thái cân bằng
Tìm hiểu về trạng thái cân
bằng hóa học thông qua
phản ứng:
H2(g) + I2(g) 2HI (g)
Xét phản ứng thuận nghịch
H2 + I2 ⇌ 2HI
Số liệu về sự thay đổi số mol các chất trong bình phản ứng ở thí nghiệm 1 được trình
bày trong bảng 1.1 dưới đây:
Thời gian (giây)
to
t1
t2
t3
t4
t5
…
tn
Số mol H2
1,0
0,6
0,4
0,3
0,2
0,2
0,2
0,2
Số mol I2
1,0
0,6
0,4
0,3
0,2
0,2
0,2
0,2
Số mol HI
0
0,8
1,2
1,4
1,6
1,6
1,6
1,6
a. vẽ đồ thị thay đổi số mol các chất theo thời gian.
b. Từ đồ thị, nhận xét về sự thay đổi số mol của các chất theo thời gian.
c. Viết biểu thức định luật tác dụng khối lượng đối với phản ứng thuận và phản ứng nghịch,
từ đó dự đoán sự thay đổi tốc độ của mỗi phản ứng theo thời gian (biết các phản ứng này
đều là phản ứng đơn giản).
d. Bắt đầu từ thời điểm nào thì số mol các chất trong hệ phản ứng không thay đổi nữa?
Trả lời
a)
b)
• Theo thời gian, số mol H2 và I2 giảm dần và từ thời điểm t4, số
mol của H2 và I2 không thay đổi nữa.
• Theo thời gian, số mol HI tăng dần và từ thời điểm t4, số mol HI
cũng không thay đổi nữa.
Trả lời
Biểu thức định luật tác dụng khối lượng đối với phản ứng thuận: vt = kt[H2].[I2]
c)
Biểu thức định luật tác dụng khối lượng đối với phản ứng nghịch: vn = kn[HI]2
Dự đoán sự thay đổi tốc độ phản ứng:
•
Theo thời gian, số mol H2, I2 giảm dần nên [H2] và [I2] giảm, tốc độ phản ứng thuận
giảm; sau một thời gian tốc độ phản ứng thuận không thay đổi theo thời gian.
•
Theo thời gian, số mol HI tăng dần nên [HI] tăng dần, tốc độ phản ứng nghịch tăng,
sau một thời gian tốc độ phản ứng nghịch không thay đổi theo thời gian.
d)
Từ thời điểm t4 thì số mol các chất trong hệ phản ứng không thay đổi.
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.
Nêu khái niệm và
Đặc điểm:
Khái niệm: Trạng thái cân bằng
• Cân bằng hóa học là một cân
thái cân bằng của
của phản ứng thuận nghịch là
bằng động
phản ứng thuận
trạng thái tại đó tốc độ phản ứng
• Các chất tham gia phản ứng/sản
nghịch.
thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch.
phẩm liên tục phản ứng với nhau
đặc điểm
trạng
để tạo thành sản phẩm/chất đầu
nhưng với tốc độ bằng nhau.
Ở trạng thái cân bằng, nồng độ các
chất không đổi.
2. Hằng số cân bằng
• Thí nghiệm 1: KC = 64,00.
• Thí nghiệm 2: KC = 63, 99 ~ 64
• Thí nghiệm 3: KC = 64,08 ~ 64
Nhận xét: giá trị biểu thức KC = thay đổi không đáng kể mặc dù
nồng độ ban đầu và nồng độ các chất tại thời điểm cân bằng khác
nhau.
a) Biểu thức của hằng số cân bằng
Aa + Bb Cc + dD
Ở trạng thái cân bằng hằng số cân bằng (KC) của phản ứng được xác định theo
biểu thức:
Trong đó:
•
[A], [B], [C], [D]: nồng độ mol của các chất A, B, C, D ở trạng thái
cân bằng
•
a, b, c, d: hệ số tỉ lượng của các chất trong phương trình hóa học
của phản ứng.
b) Ý nghĩa của hằng số cân bằng Kc
Kc không phụ thuộc vào nồng độ mà phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất của phản ứng
Không biểu diễn nồng độ của chất rắn trong Kc
Kc càng lớn thì phản ứng thuận càng chiếm ưu thế hơn và ngược lại Kc càng nhỏ thì
phản ứng nghịch chiếm ưu thế.
BÀI TẬP SỐ 6: Lập biểu thức hằng số cân bằng Kc cho các phản ứng sau:
a/ N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)
b/ CaCO(s) ⇌ CaO(s) + CO2(g)
BÀI TẬP SỐ 6: Lập biểu thức hằng số cân bằng Kc cho các phản ứng sau:
a/ N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)
b/ CaCO(s) ⇌ CaO(s) + CO2(g)
HD:
a/ Kc = [NH3 ]2 / [N2]. [H2]3
b/ Kc = [CO2 ]
BÀI TẬP SỐ 7: Ammonia (NH3) được điều chế bằng phản ứng: N2(g) +
3H2(g) ⇌ 2NH3(g)
Ở toC, nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng là: [N2] = 0,45 M; [H2] = 0,14
M; [NH3] = 0,62 M.
Tính hằng số cân bằng KC của phản ứng trên tại t oC.
BÀI TẬP SỐ 7: Ammonia (NH3) được điều chế bằng phản ứng: N2(g) +
3H2(g) ⇌ 2NH3(g)
Ở toC, nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng là: [N2] = 0,45 M; [H2] = 0,14
M; [NH3] = 0,62 M.
Tính hằng số cân bằng KC của phản ứng trên tại t oC.
III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ CHUYỂN DỊCH CÂN BẰNG HÓA HỌC
1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự chuyển dịch cân bằng hóa học
Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự chuyển dịch cân bằng
2 NO2 (g) ⇌ NO (g) ΔH < 0
( nâu đỏ)
( không mầu)
-Chuẩn bị 3 ống nghiệm chứa khí NO2 nút kín, có mầu giống nhau, cốc nước đá, cốc nước nóng
- Chia dung dịch thu được vào 3 ống nghiệm: ống (1) để so sánh, ống (2) ngâm vào cốc nước đá, ống (3)
ngâm vào cốc nước nóng.
- Quan sát sự thay đổi màu trong các ống nghiệm và điền thông tin vào bảng và phần kết luận dưới đây
Hiện tượng
Chiều chuyển dịch cân
bằng (thuận nghịch)
Tác động
Tăng nhiệt độ
Chiều chuyển dịch cân
bằng
(P/ư tỏa nhiệt/thu nhiệt)
Giảm nhiệt độ
Kết luận: Khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều làm ………….., tức là chiều phản ứng
…………., nghĩa là chiều làm …….. tác động của việc ………………. và ngược lại.
Thí nghiệm 1:
Kết luận: Khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm nhiệt độ, tức
là chiều phản ứng thu nhiệt (ΔH < 0), nghĩa là chiều làm giảm tác động của việc tăng
nhiệt độ và ngược lại.
2. Ảnh hưởng của nồng độ
Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự chuyển dịch cân bằng
CH3COONa + H2O ⇌ CH3COOH + NaOH
- Cho một vài giọt phenolphtalein vào dung dịch CH 3COONa, lắc đều dung dịch có màu
hồng nhạt.
- Chia dung dịch thu được vào 3 ống nghiệm với thể tích gần bằng nhau: ống (1) để so
sánh, ống (2) thêm vài tinh thể CH3COONa, ống (3) thêm vài giọt dung dịch CH3COOH.
- Quan sát sự thay đổi màu trong các ống nghiệm và điền thông tin vào bảng sau:
Hiện tượng
Tăng nồng độ
CH3COONa
Chiều chuyển dịch cân bằng
(tăng/giảm nồng độ)
Tăng nồng độ
CH3COOH
Tác động
Chiều chuyển dịch cân
bằng (thuận nghịch)
Kết luận: Khi ………….. một chất trong phản ứng thì cân bằng hóa học bị ……… và ………theo chiều
làm …………. của chất đó và ngược lại
Thí nghiệm 2:
Kết luận: Khi tăng nồng độ một chất trong phản ứng thì cân bằng hóa học bị phá vỡ
và chuyển dịch theo chiều làm giảm nồng độ của chất đó và ngược lại.
3. Ảnh hưởng của áp suất
● Khi tăng hoặc giảm áp suất chung của hệ thì cân bằng thì chuyển dịch
theo chiều làm giảm số mol khí (tức số mol khí ít hơn) và ngược lại.
● Chú ý : Nếu phản ứng có số mol khí ở hai vế bằng nhau hoặc phản
ứng không có chất khí thì áp suất không ảnh hưởng đến cân bằng.
Nguyên lý Le Chaterlie: “Một hệ đang ở trạng thái cân bằng, nếu ta thay đổi
một trong các thông số trạng thái (các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa
học) của hệ thì cân bằng sẽ dịch chuyển theo chiều chống lại sự thay đổi đó”.
* Lưu ý:
- Những hệ có thể tích không đổi, nguyên lí Le Chatelier mới được áp dụng chặt chẽ.
- Chỉ có thay đổi nhiệt độ mới làm giá trị của hằng số cân bằng thay đổi.
- Chất xúc tác không làm chuyển dịch cân bằng.
CỦNG CỐ
Câu 1: Phản ứng thuận nghịch là ?
Phản ứng thuận nghịch là phản ứng trong cùng điều kiện, phản ứng xảy ra theo hai chiều
trái ngược nhau.
Câu 2: Hằng số cân bằng của một phản ứng thuận nghịch phụ thuộc vào những yếu tố nào ?
Hằng số cân bằng của một phản ứng thuận nghịch chỉ phụ thuộc bản chất của chất phản ứng
và nhiệt độ, nếu nhiệt độ không đổi, hằng số cân bằng được giữ nguyên và ngược lại.
Câu 3: Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hoá học là gì?
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.
Câu 4: Đối với phản ứng thuận nghịch có tổng hệ số tỉ lượng của các chất khí ở 2 vế của
phương trình hóa bằng nhau, khi thay đổi Áp suất chung của hệ thì trạng thái cân bằng của hệ
có bị chuyển dịch không? Không bị chuyển dịch
Câu 5: Phản ứng hóa học CH3COONa + H2O ⇌ CH3COOH + NaOH thuộc loại phản
ứng 1 chiều hay thuận nghịch?
Phản ứng thuận nghịch
CỦNG CỐ
Câu 6. Cho phản ứng thuận nghịch sau: A2(g) + B2(g) ⇋ 2AB(g); ΔH > 0. Để cân bằng dịch
chuyển sang chiều thuận thì:
A. Giảm nhiệt độ, giảm áp suất.
B. Tăng nhiệt độ, giữ nguyên áp suất
C. Giảm nhiệt độ, tăng áp suất.
D. Nhiệt độ và áp suất đều tăng
Câu 7. phản ứng: 2SO2 (g) + O2 (g) ⇋ 2SO3 (g) ΔH < 0. Để cân bằng dịch chuyển theo
chiều thuận thì:
A. Tăng áp suất, giảm nhiệt độ, tăng nồng độ O2. B. Lấy SO3 ra liên tục.
C. Giảm áp suất, tăng nhiệt độ, lấy SO2 ra khỏi hệ.
D. Không dùng xúc tác nữa.
Câu 8. Phát biểu nào về chất xúc tác là không đúng?
A. Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng
B. Chất xúc tác làm giảm thời gian đạt tới cân bằng của phản ứng
C. Chất xúc tác được hoàn nguyên sau phản ứng
D. Chất xúc làm cho phản ứng dịch chuyển theo chiều thuận.
Câu 9: Sản xuất ammonia trong công nghiệp dựa trên phương trình hóa học
sau:
2N2(k) + 3H2(k) ⇋ 2NH3(k) ΔH = -92kJ
Cân bằng hóa học sẽ chuyển dịch về phía tạo ra ammonia nhiều hơn khi thực
hiện. những biện pháp kĩ thuật nào? Giải thích.
Câu 10: Bằng kiến thức hóa học hãy giải thích câu ca dao “nước chảy đá
mòn”
Câu 11: Giải thích tại sao không nên bón phân đạm ammonium cho đất chua?
Câu 12: Tại sao không bón vôi và phân đạm cùng một lúc?
Câu 13: Tại sao cư dân sống lâu ở vùng núi cao có mức hemoglobin trong
máu cao, đôi khi cao hơn 50% so với người sống ở ngang mực nước biển.
 








Các ý kiến mới nhất