Bài giảng hóa lý 1 chương 2 nguyễn thị tuyết mai

Mối liên hệ giữa các cách biểu diễn hằng số cân bằng4.. Cân bằng hóa học của các phản ứng dị thể5.. Cân bằng hóa học trong hệ thực6.. Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học7.. Các phư

TS Nguyễn Thị Tuyết Mai

Bộ môn Hóa lý, Viện Kỹ thuật Hóa học

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

HÓA LÝ I

Chương 2

CÂN BẰNG HÓA HỌC

1 Khái niệm về cân bằng hóa học Hằng số cân bằng

2 Phương trình đẳng nhiệt Van’t – Hoff

3 Mối liên hệ giữa các cách biểu diễn hằng số cân bằng

4 Cân bằng hóa học của các phản ứng dị thể

5 Cân bằng hóa học trong hệ thực

6 Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học

7 Các phương pháp xác định hằng số cân bằng

CH3051 HÓA LÝ I

Chương 2

CÂN BẰNG HÓA HỌC

1 Khái niệm về cân bằng hóa học Hằng số cân bằng

2 Phương trình đẳng nhiệt Van’t – Hoff

3 Mối liên hệ giữa các cách biểu diễn hằng số cân bằng

4 Cân bằng hóa học của các phản ứng dị thể

5 Cân bằng hóa học trong hệ thực

6 Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học

7 Các phương pháp xác định hằng số cân bằng

CH3051 HÓA LÝ I

Định nghĩa CBHH

and equilibrium constant

Là trạng thái mà tại đó tốc độ pư thuận = tốc độ phản ứng nghịch và

thành phần của hệ phản ứng không thay đổi theo thời gian khi điều

kiện bên ngoài không đổi

Đặc điểm của CBHH

• Tính 2 chiều: TTCB được thiết lập từ 2 phía

• Tính bất biến: không thay đổi theo thời gian

• Tính linh động: CB bền (hết tác động, hệ trở về TTCB ban đầu);

CB không bền (hết tác động, hệ không quay về TTCB ban đầu)

• Tính chất động: TTCB có thể thay đổi khi các ytố bên ngoài thay đổi

Điều kiện CB của pư hóa học

and equilibrium constant

T, P=const,

Hỗn hợp pư có xu hướng

diễn ra theo chiều làm giảm

G, cho tới khi G đạt cực tiểu.

Điều kiện pư tự xảy ra:

ΔG<0

Điều kiện CB của pư hóa học

Điều kiện CB của pư

(T, P =const):

ΔG=0

Chemical equilibrium and equilibrium constant

PT đẳng nhiệt Van’t Hoff Chemical equilibrium

and equilibrium constant

Tại TTCB: Go = − RTlnKP

Go <0  KP >1  phản ứng tự xảy ra theo chiều thuận

Go >0  KP <1  phản ứng tự xảy ra theo chiều nghịch

Go =0  KP =1  phản ứng đạt CB

P < KP  G < 0  pư xảy ra theo chiều thuận, sp chiếm ưu thế

P > KP  G > 0  chất tham gia chiếm ưu thế trong hỗn hợp pư

P = KP  G = 0  pư đạt CB, nồng độ các chất không đổi

Cho phản ứng N2(k) + H2(k) = NH3(k)

Biết 𝐺298𝑜 của phản ứng tạo thành NH3(k) là −16.5 kJ.mol−1

Tính biến thiên năng lượng tự do Gibbs của phản ứng trên nếu

áp suất riêng phần của N2, H2, và NH3 (coi là khí lý tưởng) lầnlượt là 3 atm, 1 atm, và 4 atm?

Phản ứng tự diễn ra theo chiều nào?

and equilibrium constant

Cho phản ứng: N2O4(k) = 2NO2 (k)

a Tính 𝐺298𝑜 của phản ứng biết 𝐺298,𝑠𝑜 của NO2 và N2O4

lần lượt là 51,25 và 97,787 kJ/mol

b Tính KP tại 298 K Nhận xét chiều của pư

c Tính toán thành phần CB khi biết hệ ban đầu gồm 1mol

N2O4 chứa trong bình có thể tích V = 24,46 L ở 298 K

Chương 2

CÂN BẰNG HÓA HỌC

1 Khái niệm về cân bằng hóa học Hằng số cân bằng

2 Phương trình đẳng nhiệt Van’t – Hoff

3 Mối liên hệ giữa các cách biểu diễn hằng số cân bằng

4 Cân bằng hóa học của các phản ứng dị thể

5 Cân bằng hóa học trong hệ thực

6 Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học

7 Các phương pháp xác định hằng số cân bằng

CH3051 HÓA LÝ I

Chemical equilibrium and equilibrium constant

𝐾𝑃 = (𝐶𝐷𝑅𝑇)

𝑑 × (𝐶𝐸𝑅𝑇)𝑒(𝐶𝐴𝑅𝑇)𝑎 × (𝐶𝐵𝑅𝑇)𝑏 𝑒𝑞 = 𝐾𝐶 × (𝑅𝑇)

𝑑+𝑒−𝑎−𝑏 = 𝐾𝐶 × (𝑅𝑇)𝑛

 𝐾𝑃= 𝐾𝐶 × (𝑅𝑇)𝑛

Mối liên hệ giữa các HSCB

and equilibrium constant

n: biến thiên số mol theo ptpư

n = (d+e) – (a+b)

KP vs KC

PiV = niRT  Pi = (niRT)/V = CiRT

𝑃𝑖= 𝑛𝑖

𝑛 𝑃

 KP = Kn (P/n)n

Mối liên hệ giữa các HSCB

K P & K C phụ thuộc vào T

K x phụ thuộc vào T và P

K phụ thuộc vào T, P & n

Chemical equilibrium and equilibrium constant

Mối liên hệ giữa các HSCB

and equilibrium constant

b Tính độ chuyển hóa của este nếu: neste = 10.nH2O

c Tính tỉ lệ mol giữa nước và este đẻ khi CB có 99% este bị thủy

phân

and equilibrium constant

Chương 2

CÂN BẰNG HÓA HỌC

1 Khái niệm về cân bằng hóa học Hằng số cân bằng

2 Phương trình đẳng nhiệt Van’t – Hoff

3 Mối liên hệ giữa các cách biểu diễn hằng số cân bằng

4 Cân bằng hóa học của các phản ứng dị thể

5 Cân bằng hóa học trong hệ thực

6 Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học

7 Các phương pháp xác định hằng số cân bằng

CH3051 HÓA LÝ I

CO2 - *CaCO3) + RTln [(xCaO  PCO2)/xCaCO3]

G = G o + RTln [(xCaO  PCO2)/xCaCO3]



PHYSICAL CHEMISTRY 1 Chemical equilibrium

PƯ: 3Fe(r) + 4H2O(h) = Fe3O4(r) + 4H2(k)

Ở 200oC, nếu as ban đầu của hơi nước là 1,315 atm thì khi CB as riêng phần của hydro là 1,255 atm Xác định lượng hydro tạo thành khi cho hơi nước ở 3 atm vào 1 bình có thể tích 2 lít chứa sắt dư ở nhiệt độ đó.

ĐS: 0,295 g

Áp suất phân ly PHYSICAL CHEMISTRY 1

Chemical equilibrium

• Pply= const nếu T=const

• Quá trình phân ly thu nhiệt  Pply tăng theo T

• Pply đặc trưng cho qtr phân ly của từng chất

[PCO2 ]cb = PCO2-kq = 0,003 atm  sự phân ly bắt đầu xảy ra  Tply[PCO2 ]cb = Pkq = 1 atm  phân ly mãnh liệt  nhiệt độ phân hủyVD: T phân ly và T phân hủy của CaCO3 là 512 và 880 oC

Quá trình chất rắn phân ly thành các chất khí:

(VD: CaCO3(r) = CaO(r) + CO2(k)

as do sản phẩm khí gây ra ở TTCB đc gọi là as phân ly (P ply )

Áp suất phân ly Chemical equilibrium

BT :

Áp suất phân ly của NH4Cl ở 427°C là 608 kPa Hãy tính: KP và 𝐺𝑜 của phản ứng phân ly NH4Cl

ở 427°C Coi các khí là lý tưởng

Chương 2

CÂN BẰNG HÓA HỌC

1 Khái niệm về cân bằng hóa học Hằng số cân bằng

2 Phương trình đẳng nhiệt Van’t – Hoff

3 Mối liên hệ giữa các cách biểu diễn hằng số cân bằng

4 Cân bằng hóa học của các phản ứng dị thể

5 Cân bằng hóa học trong hệ thực

6 Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học

7 Các phương pháp xác định hằng số cân bằng

CH3051 HÓA LÝ I