PhÁn đng thuÅn nghách Khái niÇm PhÁn đng mát chiÁu là phÁn āng xÁy ra theo một chiều từ chất đầu sang sÁn phẩm trong cùng một điều kiện.. a,b,c,d là hệ số tỉ l°ợng cÿa các chất trong ph°
TR¯äNG THPT ĐÀO S¡N TÂY LÝ THUY¾T HÓA HâC 11 Ch°¢ng trình GDPT 2018 HỌ VÀ TÊN: ………………………………………………… LỚP: …………………………………………………………… Năm học: 2023 – 2024 L¯U HÀNH NÞI BÞ Hóa học 11- CTGDPT 2018 2023-2024 Ch°¢ng 1: CÂN BÈNG HÓA HâC Chï đÁ 1: KHÁI NIÆM VÀ CÂN BÈNG HÓA HâC I PHÀN ðNG MàT CHIÀU & PHÀN ðNG THUÄN NGHàCH 1 PhÁn ñng mát chiÁu 2 PhÁn ñng thuÅn nghách PhÁn ñng mát chiÁu là phÁn āng PhÁn ñng thuÅn nghách là phÁn āng xÁy ra xÁy ra theo một chiều từ chất đầu theo hai chiều ng°ợc nhau trong cùng điều Khái niÇm sang sÁn phẩm trong cùng một điều kiện kiện aA + bB ⎯⎯³ cC + dD aA + bB cC + dD BiÃu diÅn Bằng một mũi tên : ² Bằng hai nửa mũi tên ng°ợc chiều nhau: chieàu thuaän chieàu nghòch Ví dí t0 H2(g) + I2(g) 2HI(g) CH4 + 2O2 ⎯⎯³ CO2 + 2H2O NaOH + HCl ⎯⎯³ NaCl + H2O II CÂN BÈNG HÓA HâC 1 Tr¿ng thái cân bÉng Tr¿ng thái cân bằng cÿa phÁn āng thuận nghịch là tr¿ng thái t¿i đó tốc đß phản ứng thuận bằng tốc đß phản ứng nghịch (vt = vn) 2 HÉng sç cân bÉng a) Biểu thức của hằng số cân bằng Xét phÁn āng thuận nghịch tổng quát: aA + bB cC + dD [C]c.[D]d KC = a b [A] [B] * Mßt số l°u ý: - Trong đó : [A], [B], [C], [D] là nồng độ mol cÿa các chất A, B, C, D á tr¿ng thái cân bằng a,b,c,d là hệ số tỉ l°ợng cÿa các chất trong ph°¡ng trình hóa học cÿa phÁn āng - KC chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ và bÁn chất cÿa phÁn āng - Đối với các phÁn āng có chất rắn tham gia, không biểu diễn nồng độ cÿa chất rắn trong biểu thāc KC 1 Hóa học 11- CTGDPT 2018 2023-2024 Ví dụ: C(s) + CO2(g) 2CO(g) [CO]2 KC = [CO2 ] b) Ý nghĩa của hằng số cân bằng KC càng lớn thì phÁn āng thuận càng chiếm °u thế h¡n và ng°ợc l¿i, KC càng nhỏ thì phÁn āng nghịch càng chiếm °u thế h¡n III CÁC Y¾U Tæ ÀNH H¯æNG Đ¾N SĄ CHUYÂN DàCH CÂN BÈNG HÓA HâC 1 Ành h°çng cïa nhiÇt đá (chÃt khí, chÃt lång) < Khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giÁm nhiệt độ, tāc là chiều phÁn āng thu nhiệt ( ΔrH298 0 > 0 ), nghĩa là chiều làm giÁm tác động cÿa việc tăng nhiệt độ và ng°ợc l¿i= Cách nhã: * ΔrH298 0 0 : là phÁn ñng thu nhiÇt * Khi tăng t0 => phÁn āng theo chiều thu nhiệt ΔrH298 0 > 0 * Khi giÁm t0 => phÁn āng theo chiều tỏa nhiệt ΔrH298 0 chiều nghịch (làm tăng CA, CB) - Tăng Csp(CC, CD) => chiều nghịch (làm giÁm CC, CD) ; GiÁm Csp (CC, CD) => chiều thuận (làm tăng CC, CD) Ví dí: CH3COONa + H2O CH3COOH + NaOH 3 Hóa học 11- CTGDPT 2018 2023-2024 Quan sát hiện t°ợng thí nghiệm trên và hoàn thành bÁng sau: Tác đáng HiÇn t°ëng chiÁu chuyÃn dách cân bÉng chiÁu chuyÃn dách cân bÉng (thuÅn/nghách) (tăng/giÁm néng đá) Tăng nồng độ màu hồng thuận giÁm nồng độ CH3COONa CH3COONa đậm dần giÁm nồng độ CH3COOH Tăng nồng độ màu hồng nghịch CH3COOH nh¿t dần 3 Ành h°çng cïa áp suÃt (chÃt khí) chiều giÁm tổng hệ số khí - GiÁm p => chiều tăng tổng hệ số khí => Áp suất không ảnh h°ởng đến cân bằng có tổng hệ số khí 2 vế bằng nhau hoặc trong cân bằng không có chất khí Ví dụ: Câu 1: Cho phÁn āng: N2(g) +3H2(g) 2NH3(g) ΔrH298 0 chÃt xúc tác không Ánh h°çng đ¿n cân bÉng hóa hãc 5 Nguyên lí chuyÃn dách cân bÉng Le Chatelier < Một phÁn āng thuận nghịch đang á tr¿ng thái cân bằng, khi chịu một tác động bên ngoài làm thay đổi nồng độ, nhiệt độ, áp suất thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giÁm tác động bên ngoài đó= 4 Hóa học 11- CTGDPT 2018 2023-2024 =>Ý nghĩa của nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelier: Trong kĩ thuật công nghiệp hóa học, có thể thay đổi các điều kiện chuyển dịch cân bằng theo chiều mong muốn => tăng hiệu suất cÿa phÁn āng Ví dí: Trong công nghiệp, ammonia đ°ợc tổng hợp theo phÁn āng N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ΔrH298 0 = 291,8kJ Đà tăng hiÇu suÃt (phÁn ñng theo chiÁu thuÅn) tổng hëp NH3 thì ta c¿n: ➢ Tăng áp suất (do tổng số mol khí á vế tr°ớc là 4, á vế sau là 2 => chiều thuận là chiều giÁm số mol khí => phÁi tăng áp suất; áp suất thực tế khoÁng 200 bar) ➢ GiÁm nhiệt độ ( ΔrH298 0 HCl cho H+ , HCl là acid; H2O nhận H+ , H2O là base Ví dí 2: NH3 + H2O NH4+ + OH2 H+ Trong phÁn āng thuận, NH3 nhận H+ cÿa H2O, NH3 là base, H2O là acid Trong phÁn āng nghịch, ion NH4+ là acid, ion OH2 là base Ví dí 3: CO322 + H2O HCO32 + OH2 H+ Trong phÁn āng thuận, CO322 nhận H+ cÿa H2O, CO322 là base, H2O là acid Trong phÁn āng nghịch, ion HCO32 là acid, ion OH2 là base Ví dí 4: a) HCO32 + H2O H3O+ + CO322 H+ 6 Hóa học 11- CTGDPT 2018 2023-2024 Trong phÁn āng thuận, HCO32 nh°ßng H+ , HCO32 là acid, H2O là base Trong phÁn āng nghịch, ion CO322 là base, ion H3O+ là acid b) HCO32 + H2O OH2 + H2CO3 H+ Trong phÁn āng thuận, HCO 2 nhận H+ từ H2O , HCO 32 là base, H2O là acid Trong phÁn āng nghịch, 3 H2CO3 là acid, ion OH2 là base NhÅn xét: Ion HCO32 , H2O vừa có thể nhận H+ , vừa có thể cho H+ nên ion HCO32 , H2O là chất l°ỡng tính 2 ¯u điÃm thuy¿t Brønsted 3 Lowry Theo thuyết Arrhenius, trong phân tử acid phÁi có nguyên tử H, trong n°ớc phân li ra ion H+ , trong phân tử base phÁi có nhóm OH,, trong n°ớc phân li ra ion OH2 Theo Arrhenius chỉ đúng cho tr°ßng hợp dung môi là n°ớc Thuyết acid -base cÿa Brønsted – Lowry tổng quát h¡n thuyết Arrhenius, phân tử không có nhóm OH nh° NH3 hoặc ion CO322 cũng là base III KHÁI NIÆM pH VÀ Ý NGH)A CîA pH TRONG THĄC TIÄN Trong dung dịch n°ớc, tích số KW =[H+].[OH-] là một hằng số, chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ và đ°ợc gọi là tích số ion cÿa n°ớc à 25 °C, KW = 10-14, tuy nhiên giá trị này có thể đ°ợc dùng khi nhiệt độ không khác nhiều với 25 °C Đçi vãi n°ãc tinh khi¿t: [H+]=[OH- ]= 10214 = 10-7 (mol/L) Trong kí hiệu KW, W là viết tắt cÿa từ tiếng Anh: water (n°ớc) 1 Khái niÇm pH Nồng độ ion H+ hoặc ion OH- đ°ợc dùng để đánh giá tính acid hoặc tính base cÿa các dung dịch Tuy nhiên, nếu các dung dịch có nồng độ H+, nồng độ OH- thấp, chúng là những số có số mũ âm hoặc có nhiều chữ số thập phân Vì vậy, để tiện sử dụng, ng°ßi ta dùng đ¿i l°ợng pH với quy °ớc nh° sau: pH = 3 lg[H+] ho¿c [H+] = 10-pH Trong đó [H+] là nồng độ mol cÿa ion H+ Nếu dung dịch có [H+] = 10-a mol/L thì pH = a Ví dí: [H+] = 10-2 mol/L thì pH = 2 ➢Môi tr°ßng acid là môi tr°ßng có [H+] > [OH-] nên [H+] > 10-7 mol/L hay pH < 7 ➢Môi tr°ßng base là môi tr°ßng có [H+] < [OH-] nên [H+] < 10-7 mol/L hay pH > 7 ➢Môi tr°ßng trung tính là môi tr°ßng có [H+] = [OH-] = 10-7 mol/L hay pH = 7 Thang pH th°ång dùng có giá trá tÿ 1 đ¿n 14 2 Ý ngh*a cïa pH trong thąc tiÅn 7 Hóa học 11- CTGDPT 2018 2023-2024 Chỉ số pH có ý nghĩa to lớn trong thực tiễn, pH có liên quan đến sāc khoẻ cÿa con ng°ßi, sự phát triển cÿa động vật, thực vật, Chß sç pH cïa các dung dách trong c¢ thà ➢Trong c¡ thể cÿa ng°ßi, máu và các dịch cÿa d¿ dày, mật, đều có giá trị pH trong một khoÁng nhất định Chỉ số pH trong c¡ thể có liên quan đến tình tr¿ng sāc khoẻ Nếu chỉ số pH tăng 8 Hóa học 11- CTGDPT 2018 2023-2024 hoặc giÁm đột ngột, không nằm trong giới h¿n cho phép thì có thể là dấu hiệu ban đầu cÿa bệnh lí, ng°ßi bệnh cần đ°ợc khám để tìm ra nguyên nhân ➢Một số động vật sống d°ới n°ớc cần môi tr°ßng có giá trị pH thích hợp, ví dụ: tôm và cá °a sống trong môi tr°ßng n°ớc có pH khoÁng 7,5 – 8,5 ➢Một số lo¿i thực vật chỉ phát triển tốt trong đất có giá trị pH thích hợp, ví dụ Cây chè Cây lúa Cây cà chua pH 4,5-5,5 5.5-6.50 6,0 7,0 ➢Trong đßi sống hàng ngày, các sÁn phẩm nh° dầu gội, xà phòng, kem d°ỡng da, cũng đều cần có giá trị pH trong một khoÁng nhất định để an toàn cho ng°ßi sử dụng 3 Xác đánh pH Giá trị pH cÿa dung dịch đ°ợc xác định gần đúng bằng cách sử dụng chất chỉ thị acid – base Khi cần xác định giá trị pH chính xác h¡n, ng°ßi ta sử dụng máy đo pH Chất chỉ thị acid – base là chất có màu sắc biến đổi phụ thuộc vào giá trị pH cÿa dung dịch Một số chất chỉ thị nh° giấy pH, giấy quỳ, phenolphthalein có màu sắc thay đổi trong các khoÁng pH khác nhau Bảng Màu của giấy pH, giấy quỳ và phenolphthalein trong dung dịch ở các khoảng pH khác nhau IV SĄ THUỶ PHÂN CîA CÁC ION 1 Môi tr°ång cïa mát sç dung dách muçi Muçi t¿o bçi Acid m¿nh - base y¿u Acid y¿u - base m¿nh Acid m¿nh - base m¿nh pH > 7, base pH û 7, trung tính pH, môi tr°ång pH < 7, acid Na2SO4, NaNO3 Na2CO3, K2SO3, Ví dí AlCl3, FeCl3 Cho các dung dịch sau: Na2CO3, AlCl3, FeCl3 1 Dùng giấy pH xác định giá trị pH gần đúng cÿa các dung dịch trên 2 Nhận xét và giÁi thích về môi tr°ßng cÿa các dung dịch trên Khi tan trong n°ớc, muối phân li thành các ion PhÁn āng giữa ion với n°ớc t¿o ra các dung dịch có môi tr°ßng khác nhau đ°ợc gọi là phÁn āng thuỷ phân Na2CO3 AlCl3 FeCl3 1.pH pH >7(ghi thực tế) pH