Xét các cân bằng hóa học sau:
I. \(F{{\rm{e}}_3}{O_{4\,\,(r)}} + 4C{O_{(k)}} \mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over{\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} 3F{{\rm{e}}_{(r)}} + 4C{O_2}_{\,(k)}\)
II.\(Ba{O_{(r)}} + C{O_{2\,\,(k)}} \mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over{\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} BaC{{\rm{O}}_{3\,\,(r)}}\)
III.\({H_{2\,\,(k)}} + B{r_{2\,\,(k)}} \mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over{\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} 2HB{r_{(k)}}\)
IV.\(2NaHC{O_3}(r) \mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over{\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} N{a_2}C{O_3}(r) + C{O_2}(k) + {H_2}O(k)\)
Khi tăng áp suất, các cân bằng hóa học không bị dịch chuyển là:
Nếu phản ứng có số mol khí ở hai vế của phương trình hóa học bằng nhau hoặc phản ứng không có chất khí, thì áp suất không ảnh hưởng đến cân bằng.
→ Phản ứng I và III có số mol khí ở hai vế của phương trình hóa học không đổi nên áp suất không ảnh hưởng đến hai cân bằng này.
Hằng số cân bằng hóa học phụ thuộc vào yếu tố nào sau đây?
Hằng số cân bằng hóa học phụ thuộc vào nhiệt độ.
Hệ phản ứng sau ở trạng thái cân bằng \({I_{\text{2}}}\left( {\text{k}} \right)\, + {{\text{H}}_{\text{2}}}\left( {\text{k}} \right)\overset {{t^o},xt,p} \leftrightarrows {\text{2 HI(k)}}\). Biểu thức của hằng số cân bằng của phản ứng trên là:
Biểu thức tính hằng số cân bằng là:
\({{\rm{K}}_{\rm{C}}}{\rm{ = }}\frac{{{{{\rm{[HI]}}}^2}}}{{{\rm{[}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{] \times [}}{{\rm{I}}_{\rm{2}}}{\rm{]}}}}\)
Cho cân bằng 2SO2 (k) + O2 (k) ↔ 2SO3(k). Khi tăng nhiệt độ thì tỉ khối của hỗn hợp khí so với H2 giảm đi. Phát biểu đúng là:
Tỉ khối của hỗn hợp khí so với H2 giảm đi => của hỗn hợp giảm đi
=> Số mol của hỗn hợp tăng lên (khối lượng hỗn hợp trước và sau là bằng nhau)
=> Phản ứng đang chuyển dịch theo chiều nghịch (chiều tăng hệ số cân bằng)
Khi tăng nhiệt độ thì phản ứng chuyển dịch theo chiều nghịch
=> Phản ứng này tỏa nhiệt theo chiều thuận nên khi tăng nhiệt độ thì phản ứng chuyển dịch theo chiều chống lại sự thay đổi (chiều nghịch thu nhiệt)
(B-2012) Cho phản ứng: N2(k) + 3H2(k) \(\overset {} \leftrightarrows \) 2NH3 (k); ∆H = –92 kJ. Hai biện pháp đều làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận là
Từ CB: N2(k) + 3H2(k) \(\overset {} \leftrightarrows \) 2NH3 (k); ∆H = –92 kJ
Chiều thuận là chiều tỏa nhiệt
Do vậy muốn CB chuyển dịch theo chiều thuận là:
- Giảm nhiệt độ
- Tăng áp suất
Trong công ngiệp, sản xuất NH3, phản ứng xảy ra tạo thành một cân bằng hóa học. Cân bằng hóa học này phải thực hiện ở áp suất cao, nhiệt độ thấp nhưng không quá thấp (khoảng 4500C). Từ đó suy ra đặc điểm của phản ứng là
Vì mục đích tăng hiệu suất => các yếu tố tác động sao cho cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận
+) Áp suất cao => phản ứng thuận làm giảm áp suất của hệ
+) Nhiệt độ thấp nhưng không quá thấp => phản ứng thuận tỏa nhiệt
Dưới tác dụng của nhiệt, PCl5 bị phân tách thành PCl3 và Cl2 theo phản ứng cân bằng PCl5(k) \( \rightleftarrows \) PCl3(k) + Cl2(k). Ở 2730C và dưới áp suất 1atm, hỗn hợp lúc cân bằng có khối lượng riêng là 2,48 gam/lít. Lúc cân bằng nồng độ mol của PCl5 có giá trị gần nhất với ?
Xét 1 lit hỗn hợp khí => nhh = 0,0223 mol
PCl5 \( \rightleftarrows \) PCl3 + Cl2
x y y (mol)
=> mhh = 208,5(x + y) = 2,48g => x + y = 0,0119 mol
nhh khí = x + 2y = 0,0223 mol
=> x = 1,5.10-3 ; y = 0,0104 mol
Cho cân bằng hóa học : nX (k) + mY (k) \( \rightleftarrows \) pZ (k) + qT (k). Ở 50oC, số mol chất Z là x; Ở 100oC số mol chất Z là y. Biết x > y và (n+m) > (p+q), kết luận nào sau đây đúng?
Tăng nhiệt độ (50oC đến 100oC) làm giảm số mol của Z tức là chiều nghịch
=> Chiều thuận là chiều tỏa nhiệt, tăng áp suất của hệ
Trong một bình kín dung tích V lít không đổi có chứa 1,3a mol O2 và 2,5a mol SO2 ở 100oC, 2 atm (có mặt xúc tác V2O5), nung nóng bình một thời gian sau đó làm nguội tới 100oC, áp suất trong bình lúc đó là p; hiệu suất phản ứng tương ứng là h. Mối liên hệ giữa p và h được biểu thị bằng biểu thức
Hỗn hợp đầu có : V = nhh đầu RT/pđ
2SO2 + O2 → 2SO3
Bđ 2,5a 1,3a
Pứ 2,5ah 1,25ah 2,5ah
Sau 2,5a(1-h) a(1,3 – 1,25h) 2,5ah
Sau phản ứng : nhh sau = 3,8a – 1,25ah
=> p = nhh sau.RT/V = nhh sau.pđ/nđ => \(p = {\text{2}}{\text{.}}\left( {{\text{1 - }}\frac{{{\text{1,25h}}}}{{{\text{3,8}}}}} \right)\)
Cho các cân bằng sau trong các bình riêng biệt:
(1) H2 (k, không màu) + I2 (k, tím) \( \rightleftarrows \) 2HI (k, không màu)
(2) 2NO2 (k, nâu đỏ) \( \rightleftarrows \) N2O4 (k, không màu)
Nếu làm giảm thể tích bình chứa của cả 2 hệ trên, so với ban đầu thì màu của
Làm giảm thể tích tức là làm tăng áp suất => CB chuyển dịch về phía làm giảm số mol phân tử khí
(1) do số mol phân tử khí ở 2 bên là như nhau nên thay đổi áp suất không ảnh hưởng đến chuyển dịch CB
(2) cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận => màu nhạt đi
Trong một bình kín chứa 10 lít nitơ và 10 lít hiđro ở nhiệt độ 00C và 10 atm. Sau phản ứng tổng hợp NH3, lại đưa bình về 0oC Biết rằng có 60% hiđro tham gia phản ứng, áp suất trong bình sau phản ứng là:
Xét cân bằng : N2 + 3H2 \(\overset {} \leftrightarrows \) 2NH3
Ban đầu 10 10
Phản ứng 2 6 4
Cân bằng 8 4 4
=> V sau = 16 lít
Do cùng chứa trong 1 bình kín và nhiệt độ giống nhau
=> n1/P1 = n2/P2. Do tỉ lệ V = tỉ lệ số mol
=> P2 = 16.10/20 = 8 atm
Một hợp chất có công thức là MAx, trong đó M chiếm 46,67% về khối lượng. M là kim loại, A là phi kim ở chu kì 3. Trong hạt nhân của M có n – p= 4, trong hạt nhân của A có n’= p’. Tổng số proton trong MAx là 58. Xác định nguyên tố, số hạt proton trong nguyên tử M, A và công thức của MAx?
Trong hợp chất MAx thì M chiếm 46,67% về khối lượng nên ta có:
\(\frac{M}{{xA}} = \frac{{46,67}}{{53,33}} \to \frac{{n + p}}{{x(n' + p')}} = \frac{7}{8}(1)\)
Thay n – p = 4 và n’ = p’ vào (1) ta có: \(\frac{{2p + 4}}{{2xp'}} = \frac{7}{8}\)
Tổng số proton trong MAx là 58 nên p +xp’= 58 (2)
Giải (1) và (2) ta có p= 26 và xp’ = 32
Do A là phi kim ở chu kì 3 nên 15 ≤ p’≤17.
Vậy x =2 và p’=16 thỏa mãn
Vậy M là Fe và A là S. Công thức phân tử FeS2.
Quá trình tổng hợp NH3 từ H2 và N2 (với xúc tác Al2O3) có thể được biểu diễn bằng cân bằng hóa học sau:
N2 + 3H2 ⇄ 2NH3 ; ΔH < 0
Người ta thử các cách sau:
(1) tăng áp suất của khí N2 khi cho vào hệ.
(2) tăng áp suất chung của hệ.
(3) giảm nhiệt độ của hệ.
(4) không dùng chất xúc tác nữa.
(5) hóa lỏng NH3 và đưa ra khỏi hệ.
Số cách làm có thể làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận là
Phản ứng có ΔH < 0 ⟹ Phản ứng thuận là phản ứng tỏa nhiệt
- Xét (1): tăng áp suất của khí N2 khi cho vào hệ
⟹ Nồng độ của khí N2 tăng.
⟹ Cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm nồng độ của khí N2.
⟹ Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.
- Xét (2): tăng áp suất chung của hệ
⟹ Cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm áp suất của hệ
Ta thấy vế trái có 1 + 3 = 4 mol khí, vế trái có 2 mol khí.
⟹ Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.
- Xét (3): giảm nhiệt độ của hệ
⟹ Cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm tăng nhiệt độ của hệ (tỏa nhiệt).
⟹ Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.
- Xét (4): chất xúc tác chỉ ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng chứ không ảnh hưởng đến sự chuyển dịch cân bằng
- Xét (5): hóa lỏng NH3 và đưa ra khỏi hệ
⟹ Nồng độ NH3 trong hệ giảm.
⟹ Cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm nồng độ của NH3 tăng.
⟹ Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.
Vậy có 4 cách làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận là 1, 2, 3, 5.
Cho các phát biểu sau về cân bằng hóa học:
(1) Cân bằng hóa học là trạng thái của phản ứng thuận nghịch khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch.
(2) Ở trạng thái cân bằng hóa học, phản ứng dừng lại.
(3) Trong hệ đạt trạng thái cân bằng hóa học, luôn có mặt của các chất sản phầm, các chất phản ứng có thể không có.
(4) Ở trạng thái cân bằng hóa học, nồng độ các chất phản ứng giảm đi bao nhiêu theo phản ứng thuận lại được tạo ra bấy nhiêu theo phản ứng nghịch.
(5) Trong tất cả các cân bằng hóa học trong pha khí, khi thay đổi áp suất của hệ, cân bằng bị chuyển dịch.
Số phát biểu đúng là
- (1) đúng, đây là định nghĩa cân bằng hóa học.
- (2) sai, ở trạng thái cân bằng hóa học, phản ứng thuận và phản ứng nghịch vẫn xảy ra nhưng với tốc độ bằng nhau (vt = vn).
- (3) sai, trong hệ đạt trạng thái cân bằng hóa học, luôn có mặt của các chất sản phẩm và cả các chất phản ứng.
- (4) đúng, do ở trạng thái cân bằng hóa học, tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch.
- (5) sai, đối với những cân bằng hóa học trong pha khí mà số mol khí ở vế trái bằng số mol khí ở vế phải sẽ không chịu ảnh hưởng của áp suất ⟹ Khi thay đổi áp suất của hệ thì cân bằng không bị chuyển dịch.
Vậy có 2 nhận định đúng là (1) và (4).
