Së gi¸o dôc & ®µo t¹o Thanh Ho¸
Trêng THPT chuyªn Lam S¬n
S¸ng kiÕn kinh nghiÖm
§Ò tµi: Sö dông h»ng sè c©n b»ng trong viÖc gi¶i bµi tËp
ho¸ häc ë ch¬ng tr×nh THPT
Gi¸o viªn
CHøc vô
Bé m«n
§¬n vÞ
Tr¬ng Quang §¹o
:
: Gi¸o viªn
: Ho¸ häc
: Trêng THPT Chuyªn Lam S¬n
Thanh Hoá, năm 2011
1
MỤC LỤC
A. Đặt vấn đề
B. Giải quyết vấn đề
I. Cơ sở khoa học của đề tài
II. Các giải pháp thực hiện
III. Giải quyết vấn đề
IV. Một số bài tập đề nghị
V. Phạm vi sử dụng của phương pháp
VI. Tổ chức thực hiện
C. Kết luận
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Đề thi tuyển sinh Đại học Cao đẳng 1998
TRANG
1
1
1
5
5
16
17
17
18
( Nhà xuất bản giáo dục)
2. Tuyển tập các đề thi trắc nghiệm: 2006 - 2009
3. Sách giáo khoa hoá học nâng cao lớp 10
( Nhà xuất bản giáo dục)
4. Các bài tập nâng cao lớp 10
( Nhà xuất bản giáo dục)
5. Chuyên đề luyện thi Đại học môn hoá học tập I năm
2010
( Ngô Ngọc An - Nhà xuất bản giáo dục)
6. Tuyển tập bài giảng hoá học vô cơ
(Cao cự giáo - Nhà xuất bản đại học Sư Phạm)
7. Bài tập hoá đại cương
( Lê Mậu Quyền - Nhà xuất bản giáo dục)
8. Hoá học đại cương
( Lâm Ngọc Thềm - Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà
Nội
2
LỜI MỞ ĐẦU
Trong việc giảng dạy cho học sinh cấp THPT và ôn luyện thi vào các
trường Đại học, Cao đẳng và bồi dưỡng học sinh giỏi Tỉnh và học sinh giỏi
Quốc Gia hàng năm, phần hằng số cân bằng hoá học là phần quan trọng trong
kiến thức giảng dạy.
Trong đó việc tìm ra cách khai thác hết các dạng và loại bài tập là một
việc làm rất cần thiết đối với giáo viên. Tuy nhiên, để làm tốt các bài tập phần
hằng số cần bằng hoá học đối với học sinh phải có kiến thức thực sự vững
chắc, có khả năng tư duy hợp lý và có tính sáng tạo.
Vì vậy: Bản thân là giáo viên đã dạy lâu năm nhưng tôi thấy với vấn đề
" Hằng số cân bằng hoá học" là một chuyên đề của toán đại cương vô cơ
hay, tâm huyết. Do đó tôi mạnh dạn đưa vấn đề này ra để giúp em làm bài tập
nhanh gọn, dễ hiểu và hiệu quả cao, phù hợp với xu thế đề thi và dạy trắc
nghiệm như hiện nay.
II. THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.
Hiện nay vấn đề học bộ môn hoá học của các em học sinh ở trường
THPT tương đối nặng nề về chương trình, đòi hỏi tính tự giác của các em ngày
càng cao trong học tập. Đặc biệt là các vấn đề các em tự nghiên cứu để trang bị
cho mình một lượng kiến thức vững vàng và có kỹ năng giải toán một cách
thành thạo.
Điều này, sự vất vả đối với các em là không nhỏ, trong quá trình giảng dạy bản
thân tôi thấy việc dạy vấn đề " Hằng số cân bằng hoá học" mà tôi đã thực hiện
đã giúp cho các em phần nào về các tư duy cũng như cách giải một bài toán
nhanh gọn, dễ hiểu. Ngoài ra còn tạo cho các em tính tư duy tổng hợp ở mức độ
cao hơn trước đó rất nhiều, vì vậy có thể nói "Vấn đế hằng số cân bằng hoá
học" là một công cụ Giải toán đại cương vô cơ đắc lực trong quá trình ôn thi đại
học.
3
B. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
I. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI.
Với những vấn đề, mục đích của đề tài được đưa ra ở trên thì để thực hiện
được bản thân người giáo viên phải trang bị cho mình: Vững chắc về kiến thức,
thành thạo về chuyên môn, luôn có suy nghĩ mỗi khi tự đọc, và tự học vấn đề về
kiến thức hằng số cân bằng hoá học trong quá trình giảng dạy cho các em học
sinh ở trường THPT. Để giải quyết đề tài này tôi xin trình bày một số quy tắc
định luật cần sự dụng.
1. Phản ứng 1 chiều, phản ứng thuận nghịch, trạng thái cân bằng hoá
học.
- Phản ứng 1 chiều: Là phản ứng xảy ra theo một chiều nhất định, trong
đó các chất phản ứng tác dụng với nhau tạo sản phẩm, còn các chất sản phẩm
không tác dụng với nhau tạo chất ban đầu.
VD: Zn + 2HCl ZnCl2 + H2
- Phản ứng thuận nghịch: Là phản ứng xảy ra theo hai chiều ngược
nhau, trong đó các chất đem phản ứng tác dụng với nhau tạo sản phẩm, đồng
thời các chất sản phẩm tác dụng với nhau tạo chất ban đầu.
VD:
2NH3(k)
N2(k) + 3H2(k)
H2(k) + I2(k)
2HI(k)
- Trạng thái cân bằng: Là trạng thái mà ở đó tốc độ phản ứng thuận bằng tốc
độ phản ứng nghịch (Vt = Vn) ( Hay nồng độ các chất không đổi), nhưng phản
ứng vẫn xảy ra bình thường.
2. Hằng số cân bằng của phản ứng:
cC + dD
Phản ứng: aA + bB
c
KcB =
d
C . D
a
b
A . B
* Một số chú ý:
- Đối với chất rắn nồng độ = 1
- Kcb chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ
4
Phản ứng:
CC + dD (1)
- aA + bB
Kcb1
aA + bB
cC + dD
Kcb2
1
Kcb2 = K
cb1
- Nếu nhân hệ số phản ứng (1) với n:
ncC + ndD . Kcb3
n. aA + nbB
Kcb3 = (Kcb1)
- Nếu chia hệ số phản ứng (1) cho n:
a
b
C
d
C + D Kcb1
A + B
n
n
n
n
Kcb4 = n K Kcb1
3. Các hằng số cân bằng Kp, Kc, Kx.
Xét phản ứng: aB + bB
cC + dD. Ta nhận thấy, trong biểu thức của
hằng số cân bằng (8.3), thành phần của các chất tham gia phản ứng ở trạng
thái cân bằng được biểu thị qua các áp suất riêng phần Pi của chúng, vì vậy
hằng số cân bằng được ký hiệu là Kp.
Kp = P
PCc .PDd
PAa .PBb
Nồng độ của một chất được biểu thị bằng hệ thức: C i =
ni
( mol/ L), trong đó
V
ni là số mol chất của i và V là thể tích chung của hỗn hợp.
Mặt khác, ta cũng đã biết, đối với khí lý tưởng: P i =
ni
RT Ci RT,
V
chẳng hạn, đối với chất A: P A = CA. RT đối với các chất khác ta cũng có các
hệ thức tương ứng. Thay các giá trị này vào (8.6) ta có.
PCc .PDd C Cc .C dD (RT)c .(RT)d
Kp = a b = a b .
PS .PB C A .C B (RT)a .(RT)b
(8.7)
Nếu thành phần của các chất tham gia phản ứng được biểu thị bằng nồng độ
C thì hằng số trên được ký hiệu là KC.
5
C
KC
d
C Cc .C Dd C D
= a b =
C A .C B A a B b
(8.8)
Như vậy hệ thức (8.7) có thể viết:
KP = KC. (RT) (C d ) ( a b )
Hay KP = KC (RT) n
(8.9)
Với n = (c + d) - ( a + b). Đó là hệ thức liên hệ giữa K P và KC. Ta cần lưu ý
rằng, vì ở đây P thường tính ra atm, V tính ra lít nên:
PV
1.22, 4
0 0
R = T 273.15 = 0,082 L. atm / mol. K
0
4. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến cân bằng hoá học.
Khi nhiệt độ thay đổi thì KcB thay đổi. Trong khoảng hẹp của nhiệt độ, nếu coi
H là hằng số đối với nhiệt đọ thì ta có công thức.
Kp(T2 )
1
H 0 H 0 1
(T - T )
R
1
2
ln Kp(T ) =
R
1
Với:
H0: J. mol 1
R = 8,314 J. K 1
T = (t0 c + 273)0 K
5. Các yếu tố ảnh hưởng đến chuyển dịch cân bằng
Khái niệm: Cân bằng hoá học là trạng thái của phản ứng thuận nghịch khi tốc
độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch.
* Ảnh hưởng của nồng độ.
- 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.
Lưu ý: Nếu trong hệ cân bằng có chất rắn (ở dạng nguyên chất) thì việc
thêm hoặc bớt lượng chất rắn không ảnh hưởng đến cân bằng) nghĩa là cân
bằng không chuyển dịch ( trừ trường hợp việc thêm hoặc bớt này gây ra sự
biến đổi áp suất chung của hệ.
* Ảnh hưởng của áp suất.
6
Khi tăng áp suất chung của hệ cân bằng thì bao giờ cân cũng chuyển
dịch theo làm giảm tác động của việc tăng hay giảm áp suất đó.
* Ảnh hưởng của nhiệt độ.
Ta có: H N = - a
b.B
aA
H T = a
H < 0 phản ứng toả nhiệt t 0
H > 0 phản ứng thu nhiệt t 0
Khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều thu nhiệt nghĩa là chiều
làm tác động của việc tăng nhiệt độ, và khi giảm nhiệt độ, cân bằng chuyển
dịch theo chiều phản ứng toả nhiệt, chiều làm giảm tác động của việc giảm
nhiệt độ.
7
* Vai trò của chất xúc tác.
Chất xúc tác không làm biến đổi nồng độ các chất trong cân bằng và
cũng không làm biến đổi hằng số cân bằng, nên không làm chuyển dịch cân
bằng, 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 cho cân bằng được thiết lập nhanh
chóng hơn.
II. CÁC GIẢI PHÁP THỰC HIỆN
Dựa trên cơ sở giảng dạy của bản thân, đòi hỏi kiến thức của chương
trình cần phải nâng cao có chiều sâu cũng như đáp ứng cho việc ôn thi đại học
và đội tuyển học sinh giỏi hàng năm. Nhưng điều thú vị hơn cả là hiểu được
nội dung có chiều sâu thì việc giải quyết một vấn đề trở nên hay, nhanh gọn
hơn nhiều. Nhất là phần vô cơ đại cương. Với vấn đề phân loại chi tiết từng
dạy toán thì đòi hỏi một học sinh cần có sự trang bị một cách đầy đủ về kiến
thức cơ bản đến nâng cao, điều đó người giáo viên trong quá trình giảng dạy
cần phải có sự chuẩn bị thật kỹ lưỡng về kiến thức, đáp ứng những trường hợp
có học sinh đưa ra phương pháp giải hay, hoặc không đúng thì giáo viên chỉ ra
được các ưu và nhược điểm đó, khi đó giáo viên sẽ tổng hợp phân tích và kết
luận rồi đưa ra phương pháp giải của mình để học sinh hiểu và so sánh.
Để giải quyết được thì: Học sinh phải nắm được các công thức tính K cb, các
công thức ảnh hưởng của nhiệt độ đến Kcb và tốc độ phản ứng KC, KP, KX ...
vv
III. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
1. PHƯƠNG PHÁP TÍNH KCB:
CC + dD
Đối với phản ứng: aA + bB
c
d
C . D
KcB =
Đối với chất rắn thì: = 1.
a
b .
A . B
Bài 1: Cho biết phản ứng sau:
8
H2(k) + CO2(k) , ở 7000C hằng số cân bằng Kc = 1,873. Tính
H2O(k) + CO(k)
nồng độ của H2O và CO ở trạng thái cân bằng, biết rằng hỗn hợp ban đầu
gồm: 0,300 mol H2O và 0,300 mol CO trung bình 10 l ở 7000C.
Bài làm:
0,300
CH 2 O = 10 0, 030( M )
CCO =
0,300
= 0,030(M)
10
Phản ứng:
H2(k) + CO2 (k)
H2O(k) + CO(k)
Ban đầu:
0,03
Phản ứng:
0,03
O
x
x
x
0,03
x
x
x
0,03
O
xx
KcB (0, 03 x) 2 = 1,873
x = 0,017
Vậy: H 2 = CO2 = 0,017 (M)
CO = H2 O = 0,03 - x = 0,013 (M)
Bài 2: Cho hằng số cân bằng:
2HI(k) . ở nhiệt độ nào đó bằng 40.
H2(k) + I2(k)
Xác định % H2, I2 chuyển thành HI. Nếu nồng độ ban đầu của chúng bằng
nhau và bằng 0,01M.
Bài làm:
H2(k)
+ I2(k)
Ban đầu:
0,01
0,01
O
Phản ứng:
x
x
2x
0,01-x
0,01-x
2x
KCB = 40 =
(2 x)2
(0, 01 x) 2
2HI(k)
X1 = 0,0146 (loại )
X2 = 0,0076 (TM)
0, 0076
Vậy: % H2 HI . 0, 01 x 100% = 76%
Bài 3: Hằng số cân bằng của phản ứng:
9
2HBr(k). ở 7300C là 2,18.106. Cho 3,2 mol HBr vào
H2(k) + Br2(k)
bình phản ứng dung tịch 12l ở 7300C. Tính nồng độ của H2, Br2, HBr, ở trạng
thái cân bằng.
10
Bài làm:
2HBr(k) , K = 2,18.106
H2(k) + Br2(k)
3, 2
CM
0,8
HBr = 12, 0 3 (M)
2HBr(k)
H2(k)
+ Br2(k)
Ban đầu:
0,8
(M)
3
0
0
Phản ứng:
x(M)
x
x
0,8
x
3
x
2
x
2
KCB
Vì:
1
= 2,18 .10
6
1
1
KCB = 2,18.10 6 = 2,18 .10
x x
.
2 2
= 0,8
(
x) 2
3
0,8
0,8
x
K < 10 4 nên:
3
3
x2
1
x 3,61.10 4
.10 6 4
0,8 2
2,18
( )
3
Vậy: H 2
HBr (
3, 61.10 4
Br2
1,805.10 4 (M )
2
0,8
3, 61.10 4 ) (M)
3
Bài 4: Dung dịch CH3COOH 0,5M ở 25oC có Ka= 1,75.10
5
Tính pH của dung dịch.
Bài làm:
CH3COO + H+
CH3COOH
Ban đầu:
0,5M
Phản ứng:
x
x
x
0,5 - x
x
x
[]:
Ka =
O
O
x2
= 1,75.10 5
0,5 - x
11
6
Do: Ka < 10 4 => 0,5 - x 0,5
x2
= 1,75.10 5 => x = [H+] = 2,958.10 3 M
0,5
pH = -lg [H+] = -lg 2,958.10 3 = 2,53.
Đ/S: pH = 2,53
Bài 5: Dung dịch NH3 0,2M ở 25oC có Kb = 1,8.10 5. Tính pH của dung
dịch
Bài làm:
NH3 + HOH
NH 4 + OH
Ban đầu:
0,2M
Phản ứng:
x(M)
x(M) x(M)
0,2 -x
x
O
O
x
x
Kb = 1,8.10 5 = 0, 2 x
Do Kb < 10 5 0,2-x 0,2
1,8.10 5 =
x2
0, 2
x = 3,6.10 6
OH = 1,897.10 3 (M)
10 14
10 14
H =
=
= 0,527.10 11
OH
1,897.10 3
pH = - lg H - lg 0,527.10 11
pH = 11,278
Bài 6: Dung dịch A gồm: CH3COOH 0,2M, CH3COO Na: 0,1M ở 250C.
K CH3COOH = 1,85.10 5 . Tính pH của dung dịch.
Bài làm:
CH3COO Na CH3COO + Na+
0,1M
PT:
0,1M
CH3COO
CH3COOH
+ H+
Ban đầu:
0,2M
0,1M
O
Phản ứng:
x(M)
0,1 + x
x
0,2 -x
0,1 + x
x
12
x(0,1 x)
Ka = 0, 2 x
= 1,75.10 5
Vì: Ka < 10
0,1 + x 0,1
4
0,2 - x 0,2
0,1
(-)
x 0, 2 = 1,75.10 5
(-)
x H = 3.5.10 5
pH = - lg H = - lg 3,5.10 5 = 4,45
Bài 7: Dung dịch gồm: NH3 0,1M, NH4Cl 0,2M 0, ở 250C có hằng số Kb =
1,8.10 5 . Tính pH của dung dịch.
Bài làm:
NH4Cl
NH 4 + Cl
0,2M
0,2M
NH3 + HOH
NH 4 + OH
Ban đầu:
0,1M
0,2M
O
Phản ứng:
x(M)
0,2 + x
x
0,1 - x
0,2 + x
x
Kb = 1,8.10 5 =
Do : Kb
x(0, 2 x)
0,1 x
= 1,8.10 5 < 10 4 do đó:
0,2+x 0,2
0,1 - x 0,1
1,8.10 5 =
Xx0, 2
0,1
(-) x = 0,9.10 5 (M) OH = 0,9.10 5 M
10 14
H =
OH
1
10 14
.10 9
=
5 =
0,9
0,9.10
1
9
pH = lg H = - lg 0,9 .10 = 8,95
Vậy: pH = 8,95
Bài 8: Cho phản ứng thuận nghịch: A(K)
+ B(k)
C(k) + D(k)
13
Khi cho 1ml A tác dụng với 1 mol B thì hiệu suất cực đại của phản ứng là:
66,67%
1- Tính hằng số cân bằng của phản ứng (1)
2- Nếu lượng A gấp 3 lần lượng B thì hiệu suất cực đại của phản ứng là bao
nhiêu.
Bài làm: Xét 1l hỗn hợp
(1) Phản ứng:
A
+ B
Ban đầu:
1M
Phản ứng:
0,6667
0,6667
0,6667
0,6667
0,3333
0,3333
0,6667
0,6667
1M
C . D
C
+ D
O
O
0, 6667.0, 6667
(1)
Ta có: KCB = A . B 0,3333x0,3333 = 4
(2)
A
+
B
C
+ D
Ban đầu:
3M
1M
O
O
Phản ứng:
x
x
x
x
1-x
x
x
3-x
KCB
x.x
= 4 = (3 x)(1 x)
Giải ra ta có:
X1 = 4,43 loại
X2 = 0,9 M
Vậy HB =
0,9
x100% = 90%
1
Bài 9: ( CD A - 2007), Thực hiện phản ứng Este hoá:
CH3COOC2H5 + H2O
CH3COOH + C2H5OH
Nếu cho 1mol CH3COOH tác dụng với 1mol C2H5OH khi phản ứng đạt trạng
thái cần bằng thu được
2
mol CH3COOC2H5
3
14
Nếu cho 1mol CH3COOH tác dụng với Cl mol C 2H5OH khi phản ứng đạt
trạng thái cân bằng thì hiệu suất cực đại là: H = 90% ( tính theo CH 3COOH).
Tính giá trị của a.
Bài làm: Xét 1 l dung dịch
CH3COOH
Ban đầu:
+ C2H5OH
1M
CH3COOC2H5 + H2O
1M
O
O
2
M
3
Phản ứng:
2
M
3
2
M
3
2
M
3
1
M
3
1
M
3
2
M
3
KcB
2
M
3
2 2
x
3 3
= 1 1 =4
x
3 3
CH3COOH +
C2H5OH
CH3COOC2H5
+
H2O
Ban đầu:
1(M)
a(M)
O
Phản ứng:
0,9(M)
0,9M
0,9M
0,9M
0,9(M)
0,9(M)
0,1M
(a-0,9)
O
0,9 x0,9
KcB = 4 = 0,1x(a 0,9) a = 2,925M
2. NHỮNG BÀI TOÁN TÍNH TRẠNG THÁI CÂN BẰNG:
Bài 1: Cho phản ứng thuận nghịch.
C
A + 2B
Nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng là:
A = 0,6 (M) ; B = 1,2(M); C = 2,16(M). Tính hằng số cân bằng và nồng
độ của A và B.
Bài làm: KCB =
C
2 =
A . B
Ta có:
A + 2B
Ban đầu:
CA
CB
Phản ứng:
x(M)
2x(M)
2,16
= 2,5
0, 6 x(1, 2)
C
O
x(M)
15
CA-x
CB-2x
x
C = x = 2,16 (M)
Ta có:
A = CA-x = 0,6
CA = 2,76 (M)
B = CB - 2x = 1,2
CB = 5,52 (M)
Bài 2: ( ĐH - A - 2009)
Một bình phản ứng có dung tích không đổi, chứa hỗn hợp khí N 2 và H2 với
nồng độ tương ứng là: 0,3M và 0,7M. Sau khi phản ứng tổng hợp NH 3 đạt
trạng thái cân bằng ở t0C, 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
Bài làm: PTHH
N2
+
3H2
(k)
(k)
O
0,3M
0,7M
Phản ứng:
x(M)
3x(M)
0,3-x
0,7-3x
% VH
2NH3
(k)
Ban đầu:
2
2x(M)
2x
0, 7 3 x
= 0,3 x 0, 7 3x 2 x x 100% = 50%
(-) x = 0,1(M)
2
NH 3
KCB
N2 H 2
(2 x) 2
= 2,925
(0,3 x)(0, 7 3x)
Đáp số: KCB = 2,925.
3. ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐẾN HẰNG SỐ CÂN BẰNG.
CO2(k)
Bài 1: Xét phản ứng: H2O + CO(k)
+ H2(k)
ở T = 690K có Kp = 10,0. Tính Kp ở T = 800K. Biết rằng, trong khoảng nhiệt
độ này, H0 được coi là không đổi và bằng: - 42676,8 J/mol
Bài làm: Ta áp dụng kiến thức
K 800
42676,8
1
1
In K 690 8,314 ( 690 800 ) = - 1,023
16
K 800
0,359
K 800 0,359 x10 3,59
K 690
Kết quả cuối cùng cho biết, ở 800K hằng số Kp = 3,59. Như vậy, do phản ứng
phát nhiệt H0 < 0 nên khi nhiệt độ tăng, hằng số cân bằng giảm. Cân bằng
của phản ứng chuyển dịch về phía trái, sản phẩm (CO2, H2) thu được giảm.
Bài 2: Đi axit các bon bị phân huỷ ở nhiệt độ cao theo phản ứng:
2CO2 CO + CO2. Khi áp suất = 1 at thì lượng % CO 2 bị phân
huỷ là: 2,0.10 5 ở 10000 K và 1,27 x 10 2 ở 14000 K. Hãy tính biến thiên năng
lượng tự do chuẩn và entropi chuẩn ở 1000 0 K. Giả sử khoảng nhiệt độ trên
H của phản ứng coi như không đổi.
17
Bài làm: Ta có sự phản ứng
2CO2
2CO
+
O2
Tại 10000K 1,0at
2,0.10 7
1,0.10 7
Tại: 14000 K 1,0at
1,27.10 4
0,635.10 4
2
PCO
.PO2
Ta có: Kp = P
, ở 10000 K .
2
CO
(2, 0.10 7 ) 2
4, 0.10 21
Kp1 =
(1, 0) 2
2
(1, 27 x10 4 ) 2 x(0, 635 x10 4 )
ở 1400 K : Kp2 =
= 1,024.10 22
(1, 0) 2
0
ở 1000 K : G0 =- RT. ln Kp
G0 = - 8,314 x 1000 x ln 4,0.10 21 = 390,515 I/mol
H trong khoảng nhiệt độ: 100
1400o K
Kp2 H 0 1 1
( )
H 0 563,376 KJ / mol
Ln
Kp1
R T1 T2
ở 10000 K , giá trị S0 tính theo công thức G0 = H0 - T. S0
S0 = -
G 0 H 0
172,876.J .mol 1 , K 1
T
Bài 3: Tại áp suất không đổi và bằng 1 at, phân tử N 2O4 bị phân huỷ 50% và
79% với 600C và 1000C. Hãy tính.
1. Tính hằng số cân bằng ở các nhiệt độ tương ứng nói trên theo phản ứng:
2NO2
N2O4
2. Xác định nhiệt phân li của phản ứng
Bài làm:
1. Phản ứng:
N2O4
2NO2
Ban đầu
1
0
Phân li:
x
x
1- x
2x
CB
P riêng phần:
1 x
.P
1 x
2x
.P
1 x
PNO2
Kp = P
N O
2 4
18
ở - Kp ở 600C :
Kp 333 = 1,33 at
- Kp ở 1000C :
Kp 373 = 6,44 at
KT
AH 1
1
2
2. Ln KT H ( T T ) .
1
1
2
Từ 600C 1000C, H = cost
H = 41,5 KJ/ mol
4. MỐI LIÊN HỆ GIỮA: KC, KP, KX.
Bài 1: Cho cân bằng:
CO(k) + Cl2(k)
COCl2(k)
ở 5500C, P = 1 atm có độ phân huỷ của COCl2 là:
Bài làm:
COCl2
Ban đầu:
1
0
0
Phản ứng:
x
x
x
Cân bằng:
1-x
x
x
x = 77%. Tính Kp, và Ke.
CO + Cl2
Tổng số mol ở trạng thái cân bằng là: 1 + x
PCO = PCl 2
PCOCl 2 = P.
= P.
x
1 2
1 x
1 x
P .P
x
CO Cl
P.
Ta có: Kp = P
1 x2
COCl
2
2
Thay số vào ta được:
1 (0, 77) 2
1, 456
Kp =
1 (0, 77) 2
KC = Kp. (RT) 1 = 1,456 . (
22, 4
.823) 1 0,0215
273
Bài 2: Xét phản ứng:
N2(k)
1NH3(k)
+ 3H2(k)
Biết rằng ở T = 673K và p = 1 at thì Kp = 1,64. 10 4 . Tính Kc, Kx
Bài làm: Đối với phản ứng trên ta có.
n = 2 - ( 3+ 1) = - 2
Vậy hằng số cân bằng sẽ là:
Kp = KC ( RT) 2
19
Kp
Hay: KC = ( RT ) 2 = Kp. (RT)2 = 1,64.10 4 . (0,082 x 673) 2 = 0,5
Theo đầu bài khi: P = 1 atm sẽ dẫn đến KX = Kp = 1,64.10 4
5. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHUYỂN DỊCH CÂN BẰNG
Bài 1:
Cho phản ứng
N2(k) +
2H2(k)
2NH3(k)
H < O. Cho biết ảnh hưởng của
các yếu tố nhiệt độ, áp suất, nồng độ đến chuyển dịch cân bằng.
Bài làm: Áp suất: Khi P cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận ( làm giảm
số phân tử khi: 4 -> 2)
- Khi P cân bằng chuyển dịch theo chiều nghich ( làm tăng số phân
tử khí 2 -> 4).
2NH3(k) H < O
* Nhiệt độ: H > O N2(k) + 3H2(k)
- Khi tăng t0 cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch làm giảm nhiệt độ
- Khi giảm t0 cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận làm tăng nhiệt độ
* Khi ta tăng N 2 , H 2 cân bằng theo chiều thuận để giảm nồng độ
N2 ; H 2 .
Bài 2: Cho biết phản ứng nào sau đây chuyển dịch theo chiều thuận khi tăng
áp suất.
1, H2(k)
+ I2(k)
2HI(k)
2, 2H2(k) + O2(k)
3, 2SO3(k)
2H2O(k)
2SO2(k)
+ O2(k)
Bài làm:
1. Không phụ thuộc vào áp suất. Vì số phân tử trước và sau phản ứng = nhau.
2. Khi tăng P cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận làm giảm P. ( Vì số phân
tử khí giảm từ 3 2).
3. Khi tăng P cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch làm giảm áp suất. ( Vì
số phân tử khí giảm từ 3 2).
20
- Xem thêm -