Bài giảng: Cân bằng hóa học
Cân bằng hóa học là sự cân bằng về số lượng nguyên tố của các chất trong hai vế của một phản ứng hóa học.Ý nghĩa của tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học trong sản xuất hóa học... Phản ứng một chiều chỉ xảy ra theo một chiều từ trái sang phải gọi là phản ứng một chiều. » Xem thêm
Tóm tắt nội dung tài liệu
- `
- I/ Phản ứng một chiều, phản ứng
thuận nghịch và cân bằng hóa học
II/ Hằng số cân bằng hóa học
III/Sự chuyển dịch cân bằng hóa học
IV/Các yếu tố ảnh hưởng đến cân
bằng hóa học
V/Ý nghĩa của tốc độ phản ứng và cân
bằng hóa học trong sản xuất hóa học
- I/ Phản ứng một chiều, phản ứng thuận
nghịch và cân bằng hóa học:
1. Phản ứng một chiều:
VD1:: Viết+phản ứ→ ZnCl2 + H2↑
? 1 Zn 2HCl ng của
a/ Zn với dung dịch HCl
Trong cùng điều kiện H2 không phản ứng với ZnCl2
b/ Nhiệt phân KClO3
tạo Zn.
c/ Khí Hidro có phản ứng được với dung
VD 2: Đung nóng tinh thể KClO3 ccómặảchứng tác
dịch ZnCl2 hay không? Khí oxi ó ph t n ất xúc
MnO2 c với KCl hay không?
đượ
to, MnO2
→
2KClO3 2KCl + 3O2
Trong cùng điều kiện đó thì KCl không phản ứng với
O2 tạo KClO3.
- I/ Phản ứng một chiều, phản ứng thuận
nghịch và cân bằng hóa học:
1. Phản ứng một chiều:
-Phản ứng chỉ xảy ra theo một chiều từ
trái sang phải gọi là phản ứng một chiều.
- Dùng mũi tên chỉ chiều phản ứng.
- I/ Phản ứng một chiều, phản ứng thuận nghịch
và cân bằng hóa học :
2. Phản ứng thuận nghịch :
? 2 : Viphtảphương trình2O HClO +của
a/ Xét ế n ứng : Cl2 + H phản ứng HCl
a/ Cl2 với H2O ở nhiệt độ thường.
Ở điều kiện thường Cl2 phản ứng với H2O tạo thành
b/HClOvới O2 ởồnhithờđHClO và HCl cũng phản ứng
SO2 và HCl, đ ng ệt i ộ thích hợp.
Nhớin xét:ạhế nàovlàH2Oản ứng thuận nghịch,
v ậ nhau t to ra Cl2 à ph
biểu diễn phản ứng thuận nghịO như thế
ch
→
V
b/ Xét phản ứng: 2SO2 + O2 ¬ 2SO3
2 5
phản ứng
nào, so với phản ứng một chiều thì 0
t
thuận nghịch cóềđặcệđiSO2 phản ứng với O2 tạo
Ở trong cùng đi u ki n ểm gì khác?
thành SO3, đồng thời SO3 cũng phân hủy tạo ra SO2
và O2
- I/ Phản ứng một chiều, phản ứng thuận nghịch
và cân bằng hóa học :
2. Phản ứng thuận nghịch :
-Phản ứng xảy ra theo hai chiều trái ngược
nhau gọi là phản ứng thuận nghịch
-Dùng hai mũi tên ngược chiều nhau để biểu
diễn phản ứng thuận nghịch
* Đặc điểm của phản ứng thuận nghịch : Hỗn
hợp phản ứng luôn có mặt đồng thời cả sản phẩm
và chất tham gia phản ứng
- 3. Cân bằng hóa học:
Xét phản H2(khí) + I2(khí) 2HI(khí)
ứng : Nhận xét :
Ban đầu: Vt lớn V là ng độđ2ộàcủa n);
Goi (do nồ tốc I v H2 lớ
Tốc t
độ
phản ứVn =thuận ng độ HI=0)
ng 0 (do nồ và Vn
phản
ứng
Khi pứ xảlara: c tđộ mủa phản độ I2 và H2
y tố V giả c (do nồng
V t
Vứng nghịch.HI ngày càng lớn)
giảm); n tăng (nồng độ
Vậy vt = vn biết = const
Đến một lúc nàohãy cb) thì Vt = Vncân (Vcb): pứ
đó (t cho
Vcb đạt tới trạng ằng hoác học là gì?
b thái cân bằng.
Cân bằng hóa học: là trạng thái
Trạng thái
cân bằng
của phản ứng thuận nghịch khi tốc
độ của phản ứng thuận bằng tốc độ
V
tcb
n
phản ứng nghịch (Vt = Vn).
Thời gian
- 3. Cân bằng hóc học :
Xét phản H2(khí) + I2(khí) 2HI(khí)
ứng liệu phân tích :
Số :
H2 + I2 2HI
Ban đầu: 0,5 Phân tích số liệu thực 1
0,5 (mol/l)
nghiệm thu được từ
Phản ứng:0,393 0,393 0,786 (mol/l)
phản ứng trên như
Cân bằng:0,107 0,107 0,786 (mol/l)
sau:
Cân bằng hóc học là cân bằng động
Tại Tạing ạTừ phânởằng:ằng: pứ không idừng lại 1 đơn
trạ tr Tng sao b trạng hãy Vcânóếnghĩa là trong
ại cân tích b V = cho bi ằ ạ
thái thái cân trên tthái n c bt tng
mà pđ thuậchvà pứ giảmấ kphảtiếđổ theo p y thu
n trạngđpứ nghbằđi bao n ứp ụ
vị, nồng ứộ cácồng t thái cânchcht vẫn nhiêuti c xảứ ra ận thì
n ấ ộ các ị ng, hông ng
nhưếuậgiữ tphc độ ng nghịnhauch.yản n
nthu bn vànhiêu ứ bằều kiện xVt = V
ới ố ản theo pứ ngh ả
ng vấy nguyên đi ng ch cóị ph ra
lại được tạo rakhông? Từ đó hãy nêu 1 đặc điểm
ứằng hóa học?
ng?
của cân b
- 3. Cân bằng hóa học:
Xét phản ứng:
H2(khí) + I2(khí) 2HI(khí)
Cân bằng hóa học là trạng thái của phản ứng
thuận nghịch khi tốc độ của phản ứng thuận
bằng tốc độ phản ứng nghịch (Vt = Vn).
Cân bằng hóa học là cân bằng động.
Các chất phản ứng không chuyển hóa hoàn
toàn thành sản phẩm nên trong hệ cân bằng luôn
luôn có mặt chất phản ứng và chất sản phẩm.
- II. Hằng số cân bằng hóa học:
1. Cân bằng trong hệ đồng thể
Cho biết khái niệm hệ đồng thể?
Là hệ không có bề mặt phân chia trong hệ.
Xét hệ cân bằng:
ở 250C
N2O4 (k) 2NO2 (k)
Bằng thực nghiệm , hệ cân bằng này ở 250C
người ta thu được các số liệu như sau:
- Tỉ số
Nồng độ ở trạng
Nồng độ ban nồng độ
thái cân bằng,
đầu, mol/l lúc cân
mol/l
bằng
[NO2]2
[N2O4]0 [NO2]0 [N2O4] [NO2]
[N2O4]
0,6700 0,0000 0,6430 0,0547 4,65.10-3
0,4460 0,0500 0,4480 0,0457 4,66.10-3
0,5000 0,0300 0,4910 0,0475 4,60.10-3
0,6000 0,0400 0,5940 0,0523 4,60.10-3
0,0000 0,2000 0,0898 0,0204 4,63.10-3
- II. Hằng số cân bằng hóa học:
1. Cân bằng trong hệ đồng thể
Ta nhận thấy:
[NO2]2
≈ 4,63.10-3 ở 250C
[N2O4]
Tỉ số nồng độ lúc cân bằng luôn là một
hằng số nên được gọi là hằng số cân
bằng và kí hiệu là K
N2O4 (k) 2NO2 (k)
[NO2]2
= 4,63.10-3 ở 250C
K C=
[N2O4]
[NO2], [N2O4]: nồng độ lúc cân bằng (mol/l)
- II. Hằng số cân bằng hóa học:
1. Cân bằng trong hệ đồng thể.
Tổng quát:
aA + bB cC + dD
[C]c.[D]d
KC= a
[A] .[B]b
KC =f(t0)
- II. Hằng số cân bằng hóa học:
1. Cân bằng trong hệ đồng thể.
VD : Viết biểu thức KC cho 2 cân bằng sau:
N2O4 (k) 2NO2 (k)
[NO2]2
K C=
[N2O4]
1 N O (k) NO2 (k)
24
2
[NO2]
KC’=
[N2O4]1/2
Ở cùng nhiệt độ: K=(K’)2
- II. Hằng số cân bằng hóa học:
2. Cân bằng trong hệ dị
thể. [CO]2
VD1: C (r) + CO2 (k) 2CO (k) K C=
[CO2]
Nồng độ của chất rắn được xem là
Chằng s3(r) viết biểuCaOc(r) cân
aCO ố. Hãy thức ủa +
VD2: CO2(k) KC=[CO2]
bằng trên?
Ở 8200C: KC = 4,28.10-3 nên [CO2] = 4,28.10-3 mol/l
Ở 8800C: KC=1,06.10-2 nên [CO2] = 1,06.10-2 mol/l
- III/ Sự chuyển dịch cân bằng hóa học:
1/ Thí nghiệm: Lắp dụng cụ như hình vẽ
+ Nạp đầy khí NO2 vào cả K
hai ống nghiệm (a) và (b) ở (a) (b)
nhiệt độ thường.
Nút kín ở hai ống, trong
đó có cân bằng sau:
2NO2 (k) N2O4 (k)
(màu nâu đỏ) (không màu)
Màu của hỗn hợp khí trong cân bằng ở hai
ống nghiệm như nhau.
- K
+ Đóng khóa K lại,
(a) (b)
ngâm ống (a) vào
nước đá.
Nước đá
? 5 : Nhận xét hiện tượng thí nghiệm. Nồng
Một lát sau, so sánh màu thấy:
độ NO2 ở 2 ống có gì thay đổi?
Ống (a) màu nhạt hơn chứng tỏ ống (a) nồng
độ khí NO2 giảm.
Hiện tượng đó được gọi là sự chuyển dịch
cân bằng.
- 2/ Định nghĩa:
Sự chuyển dịch cân bằng hóa học là sự dịch
chuyển từ trạng thái cân bằng này đến trạng
thái cân bằng khác do tác động của các yếu
tố bên ngoài lên cân bằng.
+ Các yếu tố làm chuyển dịch cân bằng là
nồng độ, áp suất, 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: Ảnh hưởng của nồng độ:
1/
Xét hệ cân bằng sau trong một bình kín ở nhiệt
độ cao và không đổi:
C(r) + CO2 (k) 2CO (k) (1)
? 6 : So sánh vT và vN khi phản ứng ở trạng thái
cân bằng :
C(r) + CO2 (k) 2CO(k)
Khi thêm CO2 vào thì hệ cân bằng sẽ biến đổi
như thế nào?
Bớt CO hệ cân bằng biến đổi như thế nào?
Thêm CO hệ cân bằng biến đổi như thế nào?
+ Khi ở trạng thái cân bằng: vT = vN, nồng độ của
các chất không đổi.