TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG – CÂN BẰNG HÓA HỌC I/ TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG : - Tốc độ phản ứng hóa học được đo bằng độ biến thiên nồng độ của một chất đã cho (chất phản ứng hoặc sản phẩm) trong một đơn vị thời gian. - Nồng độ của chất thường tính bằng số mol trong 1 lít hệ phản ứng (mol/l). - Thời gian được tính bằng giây, phút hoặc giờ. TD : ta có phản ứng : aA + bB dD + eE (1) (a, b, d, e là hệ số cân bằng) Tốc độ phản ứng có thể được xác định bởi sự biến thiên nồng độ của chất tham gia phản ứng : - Ở thời điểm t1 chất A có nồng độ [A]1 - Ở thời điểm t2 chất A có nồng độ [A]2 Do A là chất tham gia phản ứng nên nồng độ của nó giảm theo thời gian phản ứng nên [A]2 < [A]1 Độ biến thiên nồng độ [A] = [A]2 – [A]1 trong khoảng thời gian t = t2 – t1. Tốc độ trung bình của phản ứng (1) được tính : (tính theo A) = (do v > 0 nên phải có dấu – trước [A]) tương tự nếu tính theo chất B ta có : (tính theo B) = Tốc độ phản ứng có thể tính theo sản phẩm phản ứng : TD : Tính theo chất D : Ở thời điểm t1 chất D có nồng độ là [D]1 Ở thời điểm t2 chất D có nồng độ là [D]2 Ta có : độ biến thiên nồng độ : [D] = [D]2 – [D]1 trong khoảng thời gian t = t2 – t1 là tốc độ trung bình của phản ứng (1) (tính theo D) = (do theo thời gian nồng độ sản phẩm tăng lên nên [D]2 – [D]1 > 0 ) tương tự khi tính theo E ta có : (tính theo E) = Qui tốc độ phản ứng về cùng giá trị : Như đã xét, tốc độ phản ứng biểu thị theo các chất khác nhau vì vậy để qui tốc độ phản ứng về cùng một giá trị thì phải chia tốc độ phản ứng cho hệ số cân bằng của phương trình : TD : đối với phản ứng : aA(k) + bB(k) dD(k) + eE(k) (1) ta có : = TD : đối với phản ứng : 2H2O2 O2 (k) + 2H2O(k) Ta có : = Như vậy tốc độ trung bình của phản ứng (2) bằng tốc độ tạo thành O2 bằng tốc độ tạo thành H2O và bằng - tốc độ tiêu hao H2O2 Bài tập: Bài 1: Cho phản ứng .Ban đầu nồng độ oxi là 0,024 mol/lít. Sau 5s thì nồng độ của oxi là 0,02 mol/lít. Tốc độ phản ứng trên tính theo oxi là bao nhiêu? Bài 2: Cho phản ứng: Br2 + HCOOH→ 2HBr + CO2. Nồng độ ban đầu của Br2 là a mol/lít, sau 50 giây nồng độ Br2 còn lại là 0,01 mol/lít. Tốc độ trung bình của phản ứng trên tính theo Br2 là 4.10-5 mol/(l.s). Giá trị của a là bao nhiêu? Bài 3: Cho chất xúc tác MnO2 vào 100 ml dung dịch H2O2, sau 60 giây thu được 33,6 ml khí O2 (ở đktc). Tốc độ trung bình của phản ứng (tính theo H2O2) trong 60 giây trên là bao nhiêu? 2/ Ảnh hưởng của nồng độ đến tốc độ phản ứng : a/ Phương trình tốc độ phản ứng : Phương trình tốc độ phản ứng biểu thị sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nồng độ các chất phản ứng và nhiệt độ. Ta xét ở điều kiện nhiệt độ không đổi. TD có phản ứng : aB(k) + bB(k) dD(k) + eE(k) Phương trình tốc độ phản ứng có dạng: V = k[A]m[B]n (*) Trong phương trình (*) thì k : là hằng số tốc độ phản ứng, đặc trưng cho mỗi phản ứng và không thay đổi theo nhiệt độ. m, n gọi là bậc của phản ứng, cho biết nồng độ mỗi chất tác dụng ảnh hưởng như thế nào đến tốc độ phản ứng. Ở phương trình (1) ứng với biểu thức (*) thì : m là bậc của phản ứng đối với chất A. n là bậc của phản ứng đối với chất B. (m + n) là bậc chung của phản ứng. Các số m, n, k chỉ có thể xác định bằng thực nghiệm không có liên hệ gì với hệ số tỉ lượng a, b, d, e của các chất trong phương trình phản ứng (trong các phản ứng đơn giản thì m, n có thể trùng với a, b nhưng nói chung trong đa số trường hợp m a, n b) TD : ta có phản ứng: H2O2 + 2HI 2H2O + I2 (*) Phản ứng xảy ra qua 2 giai đoạn sơ cấp như sau : H2O2 + HI HIO + H2O (1) xảy ra chậm HIO + HI I2 + H2O (2) xảy ra nhanh Tốc độ phản ứng (*) là do phản ứng (1) quyết định. Ta có : V = k[H2O2][HI] bậc của phản ứng (*) là 2 TD : phản ứng : NO2(k) + CO(k) NO(k) + CO2(k) (*)
Chuyên đề bồi dưởng HSG Gv Nguyễn Thị Hương TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG – CÂN BẰNG HÓA HỌC I/ TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG : - Tốc độ phản ứng hóa học đo độ biến thiên nồng độ chất cho (chất phản ứng sản phẩm) đơn vị thời gian - Nồng độ chất thường tính số mol lít hệ phản ứng (mol/l) - Thời gian tính giây, phút TD : ta có phản ứng : aA + bB dD + eE (1) (a, b, d, e hệ số cân bằng) Tốc độ phản ứng xác định biến thiên nồng độ chất tham gia phản ứng : - Ở thời điểm t1 chất A có nồng độ [A]1 - Ở thời điểm t2 chất A có nồng độ [A]2 Do A chất tham gia phản ứng nên nồng độ giảm theo thời gian phản ứng nên [A] < [A]1 Độ biến thiên nồng độ ∆[A] = [A]2 – [A]1 khoảng thời gian ∆t = t2 – t1 Tốc độ trung bình phản ứng (1) tính : v (tính theo A) = − ∆[ A] (do v > nên phải có dấu – trước ∆[A]) ∆t tương tự tính theo chất B ta có : v (tính theo B) = − ∆[ B ] ∆t Tốc độ phản ứng tính theo sản phẩm phản ứng : TD : Tính theo chất D : Ở thời điểm t1 chất D có nồng độ [D]1 Ở thời điểm t2 chất D có nồng độ [D]2 Ta có : độ biến thiên nồng độ : ∆[D] = [D]2 – [D]1 khoảng thời gian ∆t = t2 – t1 tốc độ trung bình phản ứng (1) v (tính theo D) = ∆[ D] (do theo thời gian nồng độ sản phẩm tăng lên nên [D]2 – [D]1 > ) ∆t tương tự tính theo E ta có : v (tính theo E) = ∆[ E ] ∆t Qui tốc độ phản ứng giá trị : Như xét, tốc độ phản ứng biểu thị theo chất khác để qui tốc độ phản ứng giá trị phải chia tốc độ phản ứng cho hệ số cân phương trình : TD : phản ứng : aA(k) ta có : v = + bB(k) dD(k) + eE(k) (1) − ∆[ A] ∆[ B ] ∆[ D] ∆[ E ] =− = = a ∆t b ∆t d ∆t e ∆t TD : phản ứng : Ta có : v = − 2H2O2 O2 (k) + 2H2O(k) ∆[ H O2 ] ∆[O2 ] ∆[ H O] = = ∆t ∆t ∆t Trang Chuyên đề bồi dưởng HSG Gv Nguyễn Thị Hương Như tốc độ trung bình phản ứng (2) tốc độ tạo thành O2 bằng - tốc độ tạo thành H2O tốc độ tiêu hao H2O2 Bài tập: Bài 1: Cho phản ứng 3O2 → 2O3 Ban đầu nồng độ oxi 0,024 mol/lít Sau 5s nồng độ oxi 0,02 mol/lít Tốc độ phản ứng tính theo oxi bao nhiêu? Bài 2: Cho phản ứng: Br2 + HCOOH→ 2HBr + CO2 Nồng độ ban đầu Br2 a mol/lít, sau 50 giây nồng độ Br2 lại 0,01 mol/lít Tốc độ trung bình phản ứng tính theo Br2 4.10-5 mol/(l.s) Giá trị a bao nhiêu? Bài 3: Cho chất xúc tác MnO2 vào 100 ml dung dịch H 2O2, sau 60 giây thu 33,6 ml khí O (ở đktc) Tốc độ trung bình phản ứng (tính theo H2O2) 60 giây bao nhiêu? 2/ Ảnh hưởng nồng độ đến tốc độ phản ứng : a/ Phương trình tốc độ phản ứng : Phương trình tốc độ phản ứng biểu thị phụ thuộc tốc độ phản ứng vào nồng độ chất phản ứng nhiệt độ Ta xét điều kiện nhiệt độ không đổi TD có phản ứng : aB(k) + bB(k) dD(k) + eE(k) Phương trình tốc độ phản ứng có dạng: V = k[A]m[B]n (*) Trong phương trình (*) k : số tốc độ phản ứng, đặc trưng cho phản ứng không thay đổi theo nhiệt độ m, n gọi bậc phản ứng, cho biết nồng độ chất tác dụng ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng Ở phương trình (1) ứng với biểu thức (*) : m bậc phản ứng chất A n bậc phản ứng chất B (m + n) bậc chung phản ứng Các số m, n, k xác định thực nghiệm liên hệ với hệ số tỉ lượng a, b, d, e chất phương trình phản ứng (trong phản ứng đơn giản m, n trùng với a, b nói chung đa số trường hợp m ≠ a, n ≠ b) TD : ta có phản ứng: H2O2 + 2HI 2H2O + I2 (*) Phản ứng xảy qua giai đoạn sơ cấp sau : H2O2 + HI HIO HIO + HI I2 + + H2O (1) xảy chậm H2O (2) xảy nhanh Tốc độ phản ứng (*) phản ứng (1) định Ta có : V = k[H2O2][HI] ⇒ bậc phản ứng (*) TD : phản ứng : NO2(k) CO(k) + NO(k) + CO2(k) (*) Phản ứng xảy qua giai đoạn sơ cấp sau : 2NO2 NO3 NO3 + CO + NO NO2 + (1) xảy chậm CO2 (2) xảy nhanh Trang Chuyên đề bồi dưởng HSG Gv Nguyễn Thị Hương Tốc độ phản ứng (*) định phản ứng (1) ta có V = k[NO2]2 phản ứng (*) có bậc Đối với phản ứng dị thể : xảy chất khí – rắn, khí – lỏng, rắn – dung dịch tốc độ phản ứng phụ thuộc nồng độ chất khí, nồng độ chất tan phản ứng dung dịch, không phụ thuộc vào chất rắn TD : phản ứng Zn(r) C(r) + + 2H+ O2(k) Zn2+ CO2(k) + H2 có V = k[O2] V = k[H+]2 Phản ứng hóa học mà thường viết nói chung phản ứng tổng cộng nhiều giai đoạn, giai đoạn trung gian gọi giai đoạn sơ cấp Tốc độ giai đoạn sơ cấp xảy chậm định tốc độ phản ứng chung Số phân tử tham gia vào giai đoạn sơ cấp gọi phân tử số giai đoạn Bằng thực nghiệm người ta xác định phương trình động học phản ứng, từ đề xuất giai đoạn sơ cấp phản ứng gọi chế phản ứng TD : Cho phản ứng : 2NO2(k) + F2(k) 2FNO2 (k) (*) Thực nghiệm cho biết tốc độ phản ứng : V = k[NO2][F2] Hãy đề nghị chế phản ứng Giải : Phản ứng (*) phải xảy qua giai đoạn biểu thức tốc độ trình sơ cấp chậm phải theo tỉ lệ 1:1 NO2 F2 Phản ứng (*) xảy qua giai đoạn sau : NO2 + F2 FNO2 NO2 + F FNO2 + F (1) xảy chậm (2) xảy nhanh Theo (1) ta có V = k[NO2][F2] vận tốc phản ứng chung Phản ứng bậc : Nếu biến đổi A sản phẩm trình bậc tốc độ phản ứng phụ thuộc bậc vào nồng độ chất tham gia A TD : phản ứng ⇒ − d [ A] = k[A] dt ⇒ B ta có V = k[A] Mặt khác ta có V = − d [ A] = - k[A] ⇒ dt d [ A] dt d [ A] = - kdt (3) [ A] Lấy tích phân xác định (3) từ t = đến t = t Khi t = ứng với nồng độ chất A [A]0 , t = t ứng với nồng độ chất A [A] t =t [ A] d [ A] = − ∫ kdt ⇒ ln[A] - ln[A]0 = - k(t – 0) = - kt ⇒ ln = - kt (4) ∫ [ A]0 [ A] [ A ]0 t =0 [ A] Ở biểu thức (4) [A] : nồng độ A thời điểm t , [A]0 nồng độ A ban đầu, k số tốc độ phản ứng Nếu gọi x độ giảm nồng độ chất A sau thời gian t ta có : [A] = ([A]0 – x) Từ (4) ta có : ln ([ A]0 − x) = − kt [ A]0 [ A]0 [ A]0 2,303 lg ⇒ k = ln = t ([ A]0 − x) t ([ A]0 − x) Trang Chuyên đề bồi dưởng HSG Gv Nguyễn Thị Hương Nhận xét: - Hằng số tốc độ k không phụ thuộc vào đơn vị biểu thị nồng độ, có thứ nguyên nghịch đảo thời gian - Giả sử sau thời gian t = τ 1/2 A phản ứng hết nửa lượng chất Ta có : x = [ A]0 ta có : [ A]0 1 0,693 0,693 ⇒ τ = [ A]0 = ln2 = k = ln ) τ τ ([ A]0 − τ k Thời gian τ có tên thời gian phản ứng (hay chu kỳ bán hủy) Từ phương trình (5) ta thấy chu kỳ bán hủy phản ứng bậc không phụ thuộc vào nồng độ tỉ lệ nghịch với số tốc độ phản ứng TD : Phản ứng phân hủy N2O5 phản ứng bậc có số tốc độ 450C k = 5,1.10-4 s-1 theo phương trình : 4NO2(k) 2N2O5(k) + O2(k) a/ Nếu nồng độ ban đầu N2O5 0,25M, tìm nồng độ sau 3,2 phút b/ Phải để nồng độ giảm từ 0,25M xuống 0,15M ? c/ Phải để chuyển hóa 62% lượng N2O5 ban đầu ? Giải : a/ Ta có : nồng độ ban đầu N2O5 [A]0 = 0,25M ; k = 5,1.10-4 s-1 ; t = 3,2 × 60 = 192 s Từ công thức : ln [ A] [ A] = − (5,1 × 10 − × 192) ⇒ [A] = 0,23M = - kt ⇒ ln [ A]0 0,25 b/ Ta có nồng độ ban đầu N2O5 = 0,25M ; nồng độ thời điểm t = 0,15M Ap dụng công thức ta có : ln [ A] 0,25 ⇒ t = 1002 s = 16 phút 42 s = - kt ⇒ t = ln [ A]0 k 0,15 c/ Lượng N2O5 ban đầu 100% lượng N2O5 tác dụng 62% lượng N2O5 lại 38% Ta có : ln [ A] [ A]0 = - kt ⇒ t = ln [ A]0 k [ A] ⇒ t= 100 ln = 1897 s = 31 phút 37 s −4 38 5,1 × 10 Phản ứng bậc : Phản ứng bậc phản ứng mà tốc độ phụ thuộc bậc vào nồng độ tác chất Sơ đồ : TD : Ta có : V = − 2A sản phẩm 2C4H6 C8H12 d [ A] d [ A] = − 2kdt Lấy tích phân xác định từ t = (ứng với nồng độ A = k[A]2 ⇒ [ A] 2 dt [ A] t d [ A] − 2k ∫ dt [A]0 đến t ứng với nồng độ A [A] ta có: ∫ = [ A ]0 [ A] Ở thời gian t = τ (chu kỳ bán hủy) ta có : [A] = Sơ đồ : A + B ⇒ 2kt = 1 − [ A] [ A]0 1 [ A]0 ⇒ τ = thay vào ta có : 2k τ = [ A]0 2k[ A]0 sản phẩm TD : phản ứng xà phòng hóa este CH3COOC2H5 + OH- CH3COO- + C2H5OH Trang Chuyên đề bồi dưởng HSG Gv Nguyễn Thị Hương Ta có : V = k[A][B] Theo phương trình số mol A B tác dụng a/ Nếu nồng độ ban đầu A B ta có : [A]0 = [B]0 ⇒ [A] = [B] ⇒ V = k[A]2 ⇒ 2kt = 1 − [ A] [ A]0 b/ Nếu nồng độ ban đầu A B khác : [A]0 ≠ [B]0 ⇒ [A] ≠ [B] ta có : V= − d [ A] d [ B] =− = k[ A][ B ] Gọi x nồng độ mol A thời điểm t dt dt Ta có : [A] = [A]0 – x , [B] = [B]0 – x Vậy V = − d ([ A]0 − x ) d ([ B]0 − x) dx =− = = k ([ A]0 − x)([ B]0 − x) dt dt dt ⇒ dx 1 1 = kdt = − ([ A]0 − x )([ B ]0 − x ) ([ A]0 − x )([ B ]0 − x ) ([ A]0 − [ B ]0 ) ([ B ]0 − x) ([ A]0 − x) nên ta có : dx dx − = kdt Lấy tích phân xác định vế giới hạn từ đến ([ A]0 − [ B ]0 ) ([ B]0 − x ) ([ A]0 − x) t x x dx dx −∫ t từ đến x ta có : kdt = ∫ ⇒ kt = [ A]0 − [ B]0 ([ B]0 − x) ([ A]0 − x) ∫ [ B ]0 ([ A] − x) ln ([ A]0 − [ B ]0 ) [ A]0 ([ B ]0 − x) đk [A]0 > [B]0 Nếu trường hợp [B]0 > [A]0 biểu thức trở thành : kt = [ A]0 ([ B ]0 − x) ln ([ B ]0 − [ A]0 ) [ B ]0 ([ A]0 − x) Bài tập: Bài 1: Cho phản ứng sau: CO (k) + Cl2 (k) → COCl2 (k) Nồng độ CO Cl2 ban đầu 0,4M 0,3M Hỏi tốc độ phản ứng thay đổi tăng nồng độ CO Cl2 lên lần Bài 2: Xét phản ứng: 2CO (k) → CO2 (k) + C (r) Để tốc độ phản ứng tăng lên 16 lần nồng độ khí CO phải tăng lên lần? → 2NH3 (k) Bài 3: Cho phương trình hoá học phản ứng tổng hợp amoniac: N2 (k) + 3H2 (k) ¬ Khi tăng nồng độ H2 lên lần, tốc độ phản ứng thuận tăng lên lần? Bài 4: Cho phản ứng :H2(k) + I2 (k) 2HI (k) a/ Viết biểu thức tốc độ phản ứng biết : Nếu tăng nồng độ hidro gấp đôi, giữ nguyên nồng độ iot tốc độ phản ứng tăng gấp đôi Nếu giữ nguyên nồng độ hidro tăng nồng độ iot lên gấp tốc độ phản ứng tăng gấp b/ Cho biết bậc phản ứng phân tử số phản ứng ĐS : a v = k[H2][I2] b bậc 2, lưỡng phân tử Trang Chuyên đề bồi dưởng HSG Gv Nguyễn Thị Hương Bài 5: Phản ứng phân hủy N2O nhiệt độ 1173 K có số tốc độ k = 5.10-4 xảy theo phương trình : 2N2O (k) 2N2 (k) + O2 (k) Nồng độ ban đầu N2O 3,2M Xác định tốc độ phản ứng lúc đầu có 25% N2O bị phân hủy ĐS : v(đ) = 5,12.10-3 v1 = 2,88.10-3 Bài 6: Cho phản ứng sau : 2NO(k) + O2(k) 2NO2(k) Tốc độ phản ứng thay đổi khi: a/ Tăng nồng độ oxi lên lần b/ Giảm nồng độ NO 1/3 so với ban đầu c/ Nồng độ NO O2 tăng lên lần d/ Giảm nồng độ NO2 lần Bài 7: Đo tốc độ đầu giảm áp suất hệ phản ứng 7000C phản ứng : 2NO (k) + 2H2 (k) N2 (k) + 2H2O (k) thu kết sau : Ap suất đầu (atm) NO Ap suất đầu (atm) H2 0,5 0,2 0,5 0,1 0,25 0,2 Xác định bậc phản ứng số tốc độ 7000C Bài 8: Xác định bậc phản ứng nhiệt phân: B2H6 (k) Tốc độ đầu (atm.ph-1) 4,8.10-3 2,4.10-3 1,2.10-3 ĐS : bậc k = 0,096 atm-2ph-1 2BH3 (k) 1000C dựa vào kiện đo tốc độ tăng áp suất hệ phụ thuộc nồng độ B2H6 [B2H6] (mol/l) Tốc độ tăng áp suất (mol.l-1.h1 ) 7,4.10-4 0,73.10-4 ĐS : bậc 1,5 -2 2,153.10 0,433.10-2 Bài 9: Phản ứng phân hủy phóng xạ đồng vị bậc có chu kỳ bán hủy 15 phút Hỏi sau 80% đồng vị bị phân hủy ? ĐS : 34 phút 50 giây 3/ Ảnh hưởng nhiệt độ đến tốc độ phản ứng : Tốc độ phản ứng phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ Thông thường tăng nhiệt độ tốc độ phản ứng tăng nhanh TD phản ứng : 2H2 + O2 2H2O Ở nhiệt độ t < 3000C phản ứng xảy chậm coi không xảy Ở nhiệt độ 7000C phản ứng xảy tức khắc dạng nổ Dựa vào kết nhiều thí nghiệm, nhà khoa học người Hà Lan Van’t Hoff nêu quy tắc kinh nghiệm : “ Cứ tăng nhiệt độ lên 100C tốc độ phản ứng hóa học trung bình tăng từ đến lần” Với phản ứng số lần tăng tốc độ phản ứng tăng nhiệt độ thêm 100C gọi hệ số nhiệt độ tốc độ phản ứng (kí hiệu γ ) Giả sử t10C phản ứng có vận tốc V1 Ở nhiệt độ t20C phản ứng có vận tốc V2 Theo Van’t Hoff ta có công thức : V2 =γ V1 ( t − t1 ) 10 Qui tắc Van’t Hoff qui tắc gần Năm 1889 nhà khoa học người Thụy Điển Arrhenius dựa vào định luật nhiệt động lực học đề xuất biểu thức cho thấy phụ thuộc số tốc độ phản ứng vào nhiệt độ tuyệt đối T sau : d ln k E a = (*) đó: dt RT k : số tốc độ phản ứng Ea : lượng hoạt hóa phản ứng Trang Chuyên đề bồi dưởng HSG Gv Nguyễn Thị Hương R : số khí lý tưởng T : nhiệt độ tuyệt đối (K) Lấy tích phân bất định (*) ta có : lnk = − Ea + ln A RT (lnA số tích phân) − Ea Từ ta có : k = A.e RT Biều thức gọi phương trình Arrhenius Hệ số A gọi thừa số trước số mũ hay thừa số tần số Giá trị A không phụ thuộc vào nhiệt độ d ln k E a = Lấy tích phân xác định từ T1 đến T2 ta có : dt RT Từ ln k T2 k T1 = k T2 ∫ kT1 E d ln k = a R T2 dt ∫T ⇒ T1 Ea 1 ( − ) R T1 T2 Nếu chuyển thành logarit thập phân ta có : lg k T2 k T1 = Ea 1 ( − ) 2,303R T1 T2 Đây dạng khác pt Arrhenius * Hằng số khí R : Theo phương trình trạng thái khí : PV = nRT ⇒ R = PV nT Khi P = atm ; V = 22,4 lít ; T = 273 K ; n = mol ⇒ R= 1(atm) × 22,4(lít ) 22,4 atm.lit ≈ 0,082 = 1(mol ) × 273( K ) 273 mol.K Khi P = 760 mmHg ; V = 22400 ml ; T = 273 K ; n = mol ⇒ R= 760(mmHg ) × 22400(ml ) mmHg.ml = 62358,97436 1(mol ) × 273( K ) mol.K Trong hệ SI áp suất đơn vị áp suất Pascal (Pa): atm = 1,01325.105 Pa Khi P = 101,325 kPa ; V = 22,4 lít ; T = 273 K ; n = mol ⇒ R= 101,325(kPa) × 22,4(lít ) J = 8,3138 1( mol ) × 273( K ) mol.K cal Ta có : cal = 4,1868 J ⇒ R = 1,9857 mol.K * Ap suất P : Khi tải trọng phân bố áp suất xác định lực đặc lên đơn vị bề mặt : P= F Đơn vị áp suất lấy áp suất phân bố đơn vị bề mặt chịu đơn vị lực S Đơn vị áp suất hệ SI Pascal (Pa) Pa = N/m2 = Kg/m.s2 = 10 đyn/cm2 bar = 105 Pa = 106 đyn atm = 1,01325.105 Pa Đơn vị áp suất hệ CGS đyn/cm2 : đyn/cm2= g/cm.s2 Trang Chuyên đề bồi dưởng HSG Gv Nguyễn Thị Hương Atmotphe vật lý (tiêu chuẩn) ký hiệu : atm định nghĩa áp suất không khí làm cân cột thủy ngân có độ cao 76 cm, khối lượng riêng thủy ngân 13,595 g/cm3 giá trị tiêu chuẩn rơi tự 980,665 cm/s2 TD : Đối với phản ứng: C2H5I + OH- C2H5OH + I- Có số tốc độ sau : k1 = 5,03.10-2 (l.mol-1.s-1) 289K k2 = 6,71 (l.mol-1.s-1) 333K a/ Tính lượng hoạt hóa phản ứng b/ Tính số tốc độ phản ứng nhiệt độ 305K Giải : a/ Năng lượng hoạt hóa phản ứng: ln Ta có : ⇒ Ea = 8,31 k T2 k T1 = kT Ea 1 TT ( − ) ⇒ Ea = R ln R T1 T2 (T2 − T1 ) k T1 289 × 333 6,71 ln = 89,0 KJ.mol-1 (333 − 289) 5,03 × 10 −2 b/ Hằng số tốc độ phản ứng 305K: Ta có ln k 305 E a 1 k 89000 1 = ( − ) ⇒ ln 305 = ( − ) ⇒ k305 = 0,35 (l.mol-1.s-1) k 333 R 333 305 6,71 8,31 333 305 Bài tập Bài 1: Khi tăng nhiệt độ phản ứng từ 140 oC lên 180oC tốc độ phản ứng tăng lần? cho biết hệ số nhiệt phản ứng khoảng nhiệt độ Bài 2: Tốc độ phản ứng: H2 + Cl2 → 2HCl tăng lên lần tăng nhiệt độ từ 20 oC lên 70oC Biết tăng nhiệt độ thêm 20oC tốc độ phản ứng tăng lần? Bài 3: Hằng số tốc độ phản ứng bậc nhất: A B + C 2.10-2 s-1 288 K 0,38 s-1 325 K a/ Tính lượng hoạt động hóa phản ứng b/ Tính thời gian cần thiết để phản ứng hoàn thành 0,1% ; 50% ; 75% 303 K ĐS : a Ea = 14,803 kcal.mol-1 b 0,01 s ; 9,63 s ; 19,25 s Bài 4: Xét phản ứng T (K) : 2N2O5(k) 4NO2 (k) + O2 (k) kết thực nghiệm sau ghi nhận : [N2O5] (mol/l) 0,170 0,340 0,680 a/ Viết biểu thức tốc độ phản ứng Tốc độ phân hủy (mol.l-1.s-1) 1,39.10-3 2,78.10-3 5,56.10-3 b/ Tính số tốc độ nhiệt độ T( K) c/ Năng lượng hoạt hóa phản ứng : 24,74 kcal.mol-1, số tốc độ phản ứng 298K 2,03.10-3 s-1 Tính nhiệt độ T thí nghiệm tiến hành ĐS : a v = k[N2O5] b k = 8,17.10-3 s_1 Bài 5: Xét phản ứng: c 308,25 K IO3- + 5I- + 6H + → 3I + 3H 2O Vận tốc phản ứng đo 250C có giá trị theo bảng sau: Trang Chuyên đề bồi dưởng HSG Thí nghiệm Gv Nguyễn Thị Hương [I-] (M) [H ] (M) Vận tốc 0,01 0,01 0,01 0,02 (mol.l-1.s-1) 0,6 2,4 5,4 2,4 − + [IO ] (M) 0,01 0,1 0,04 0,1 0,01 0,3 0,01 0,1 a Lập biểu thức tính vận tốc phản ứng b Tính số vận tốc phản ứng xác định đơn vị số tốc độ c Năng lượng hoạt hoá phản ứng E = 84kJ/mol 250C Vận tốc phản ứng thay đổi lượng hoạt hoá giảm 10kJ/mol Bài 6: Tính hệ số nhiệt tốc độ phản ứng trường hợp sau: a 393K phản ứng kết thúc sau 18 phút, 453K phản ứng kết thúc sau 1,5s ĐS: γ = 2,99 b Khi hạ nhiệt độ xuống 450C phản ứng chậm 25 lần ĐS: γ = 2,045 ĐS: γ = 2,216 c 288K, số tốc độ 2.10-2s-1 325K 0,38s-1 Bài 7: Người ta tiến hành xác định tốc độ T0K theo thực nghiệm phản ứng: 2NO + 2H2 -> N2 + 2H2O Và số liệu cho bảng sau: Thí nghiệm Nồng độ đầu (mol/l) NO Tốc độ phản ứng H2 Mol/l.s 0,5 0,05 1 0,2 ? 1,25 ? 0,125 a Xác định số tốc độ (l2/mol2.s) viết biểu thức tốc độ phản ứng theo thực nghiệm T0K b Xác định số bỏ trống bảng Bài 8: 14,224 gam iot 0,112 gan hidro chức bình kín thể tích 11,2 lít nhiệt độ 4000C Tốc độ ban đầu phản ứng V0= 9.10-5mol/lit.phut, sau thời gian (ở thời điểm t) nồng độ HI → 2HI đạt cân [HI] = 0,06 mol/l 0,04 mol/l phản ứng: H2 + I2 ¬ a Tính số tốc độ phản ứng thuận phản ứng nghịch b Tốc độ tạo thành HI tai thời điểm t bao nhiêu? c Viết đơn vị đại lượng tính Bài 9: Tại 250C, ΔG tạo thành chất sau: (theo kJ/mol) H2O(k) CO2(k) CO(k) -228,374 -394,007 -13,133 a Tính Kp phản ứng CO(k) + H2O(l) -> H2(k) + CO2(k) 250C H2O(l) -236,964 b Tính P nước 250C ảnh hưởng chất xúc tác đến tốc độ phản ứng : * Các khái niệm chung : - Chất xút tác có tác dụng phản ứng tự diển biến ( ∆ G < 0), tác dụng phản ứng không tự xảy ( ∆ G > 0) - Xúc tác đồng thể : Trong phản ứng, chất xút tác chất tham gia phản ứng tạo thành hệ đồng thể Trang Chuyên đề bồi dưởng HSG Gv Nguyễn Thị Hương - Xúc tác dị thể : chất xúc tác chất phản ứng tạo thành hệ dị thể - Phản ứng tự xúc tác : sản phẩm phản ứng có tác dụng xúc tác trở lại cho phản ứng - Xúc tác men : phản ứng diễn có tác dụng xúc tác men * Cơ chế tác dụng xúc tác : - Trong phản ứng xúc tác đồng thể, chất xúc tác tạo với chất phản ứng hợp chất trung gian bền dễ dàng tiếp tục phản ứng để tạo sản phẩm cuối hoàn trả lại chất xúc tác Các giai đoạn tạo hợp chất trung gian có lượng hoạt hóa Eh nhỏ lượng hoạt hóa phản ứng xúc tác Vì chất xúc tác (dương) có tác dụng làm tăng tốc độ phản ứng - Trong phản ứng xúc tác dị thể, chất xúc tác (rắn) hấp thụ chất phản ứng (lỏng hay khí) lên bề mặt khiến nồng độ chất phản ứng vùng bề mặt chất xúc tác tăng lên, khiến tốc độ phản ứng tăng Ngoài ra, chất xúc tác tạo với chất phản ứng hợp chất bề mặt trung gian bền dễ chuyển thành sản phẩm phản ứng hoàn lại chất xúc tác Bản chất tác dụng xúc tác : trình có tham gia chất xúc tác đòi hỏi lượng hoạt động hóa thấp phản ứng chất xúc tác II/ CÂN BẰNG HÓA HỌC : 1/ Phản ứng thuận nghịch : Phản ứng thuận nghịch phản ứng xảy theo chiều ngược điều kiện Đặc điểm phản ứng thuận nghịch không hoàn toàn Một phản ứng thuận nghịch trước sau đạt đến trạng thái cân TD : Có phản ứng thuận nghịch đồng thể : Chiều thuận aA(k) + bB(k) dD(k) Chiều nghịch Đối với phản ứng thuận ta có : Vt = kt[A]a[B]b; + eE(k) (1) Đối với phản ứng nghịch ta có : Vn = kn[D]d[E]e Theo thời gian phản ứng [A], [B] giảm ⇒ Vt giảm [D], [E] tăng ⇒ Vn tăng Đến thời điểm t thì: Vt = Vn lúc ta nói hệ phản ứng thuận nghịch đạt đến trạng thái cân hóa học 2/ Hằng số cân phản ứng thuận nghịch : Ta xét phản ứng đồng thể : Chiều thuận aA(k) + bB(k) Chiều nghịch dD(k) + eE(k) Theo phản ứng ta có : Năng lượng tự a mol chất A : aGA0 + RTlnPAa Vt Năng lượng tự a mol chất B : bGB0 + RTlnPBb Năng lượng tự a mol chất D : dGD0 + RTlnPDd Năng lượng tự a mol chất E : eGE0 + RTlnPEe GA0, GB0, GD0, GE0 lượng tự tiêu chuẩn A, Vn B, D, E Biến thiên lượng tự ∆G phản ứng tính : tcb Thời gian phản ứng t Trang 10 Chuyên đề bồi dưởng HSG ∆G(pư) = ∑G (sản phẩm) - ∑G Gv Nguyễn Thị Hương (tác chất) ⇒ ∆G(pư) = ( dG D0 + RTlnPd ) + (eGEe + RTlnPe ) - (aGA0 + RTlnPa) - (bGB0 + RTlnPb) ⇒ ∆G(pư) = (dGD PDd PEe + eGE ) – (aG + bGB ) + RT ln a b PA PB e A PDd PEe ⇒ ∆G(pư) = ∆G + RT ln a b PA PB ⇒ ∆G0 = - RT ln b Khi phản ứng đạt tới trạng thái cân ta có : ∆G = PDd PEe PDd PEe ∆G − = ln K P a b Nếu đặt KP = a b ta có : PA PB PA PB RT KP là số cân áp suất riêng phản ứng thuận nghịch [ D] d [ E ]e Đối với phản ứng (1) ta có : KC = [ A] a [ B ]b Vì PV = nRT ⇒ P = CRT nên ta có : KP = KCRT∆n (với ∆n = (d + e) – (a + b) độ biến thiên số mol khí.) Cân hệ dị thể: Một phản ứng thuận nghịch bao gồm tác chất sản phẩm không pha dẫn đến cân dị thể TD : CaCO3 (r) CaO(r) + CO2 (k) ; Ag2CrO4 (r) 2Ag+ (aq) + CrO42- (aq) Do chất rắn có nồng độ coi không đổi không ảnh hưởng đến áp suất hệ nên biểu thức tính số cân TD : Đối với phản ứng : CaCO3 (r) CaO(r) + CO2 (k) có KP = PCO2 KC = [CO2] Đối với phản ứng : Ag2CrO4 (r) 2Ag+ (aq) + CrO42- (aq) có KC = [Ag+]2[CrO42-] 3/ Ảnh hưởng nhiệt độ, áp suất đến cân hóa học Nguyên lý chuyển dời cân bằng: a/ Ảnh hưởng nhiệt độ: Hằng số cân KP hàm nhiệt độ ta có : lnKP = − ∆G RT Để mô tả phụ thuộc ta có phương trình Van’t Hoff : d ln K P ∆H = dt RT R Lấy tích phân xác định từ T1 đến T2 ta có : ∆H ⇒ ln K P (T2 ) K P (T1 ) = KP( 2) ∫ K P (1 ) T2 dT T2 T1 d ln K P = ∫ ∆H 1 ( − ) R T1 T2 KP(T2) số cân nhiệt độ T2, KP(T1) số cân nhiệt độ T1 b/ Ảnh hưởng áp suất: Trang 11 Chuyên đề bồi dưởng HSG Gv Nguyễn Thị Hương Khi tăng áp suất hệ cân thuận nghịch mức cân dịch chuyển theo chiều làm giảm số mol khí Thực chất tăng áp suất tăng nồng độ chất khí có hệ ngược lại Khi tăng giảm áp suất hệ nồng độ khí tham gia tạo thành tăng giảm theo số lần Nhưng phản ứng có bậc lớn tăng giảm nhanh Kết tốc độ phản ứng thuận phản ứng nghịch thay đổi TD : xét phản ứng : 2NO (k) + O2 (k) 2NO2 (k) (không màu) (nâu) Nếu tăng áp suất hệ lên lần nồng độ khí tăng lần Giả sử ban đầu hệ trạng thái cân ứng với nồng độ chất [NO] = a ; [O2] = b ; [NO2] = c (mol/l) ta có : Vt = kt[NO]2[O2] = Vn = kn[NO2]2 ⇒ kta2b = knc2 Khi tăng áp suất hệ lên lần nồng độ chất hệ tăng lần, nghĩa nồng độ NO = 2a, O2 = 2b NO2 = 2c Do ta có: Vt’ = kt(2a)2(2b) = 8kta2b = 8Vt Vn’ = kn(2c)2 = 4knc2 = 4Vn Kết tốc độ phản ứng thuận tăng nhanh tốc độ phản ứng nghịch, nên cân chuyển dịch theo chiều thuận Ngược lại giảm áp suất hệ lần nồng độ chất giảm lần tính toán tương tự ta thấy tốc độ phản ứng nghịch tăng nhanh tốc độ phản ứng thuận nên cân chuyển dịch theo chiều nghịch Vậy hệ phản ứng chất khí trạng thái cân : - Tăng áp suất hệ mức cân dịch chuyển theo chiều giảm số mol khí - Giảm áp suất hệ mức cân dịch chuyển theo chiều làm tăng số mol khí Trong phản ứng mà tổng số mol khí vế phương trình thì việc thay đổi áp suất không làm chuyển dịch cân TD : phản ứng : H2 (k) + I2 (k) 2HI(k) CO (k) + H2O (k) CO2 (k) + H2 (k) - Chất xúc tác không gây chuyển dịch cân phản ứng thuận nghịch, mà làm cho phản ứng nhanh đạt đến trạng thái cân Bài tập Bài 1: Một bình phản ứng có dung tích 10 lít chứa 0,1 mol H2 0,1 mol I2 698 K, biết số cân KC = 54,4 Tính nồng độ cân H2, I2 HI ĐS : [H2] = [I2] = 0,00213 mol/l [HI] = 0,0157 mol/l Bài 2: Cân phản ứng khử CO2 C: C (r) + CO2 (k) 2CO (k) xảy 1090 K với số cân KP = 10 a/ Tìm hàm lượng khí CO hỗn hợp khí cân bằng, biết áp suất chung hệ 1,5 atm b/ Để có hàm lượng CO 50% thể tích áp suất chung ? ĐS : a 88% b 20 atm Bài 3: Ở 500C áp suất 0,344 atm, độ phân ly α N2O4 (k) thành NO2 (k) 63% Xác định KP, KC ĐS : KP = 0,867 atm ; KC = 0,034 Bài 4: Ở 00C áp suất atm, độ phân ly α N2O4 (k) thành NO2 (k) 11% Trang 12 Chuyên đề bồi dưởng HSG Gv Nguyễn Thị Hương a/ Xác định KP b/ Cũng 00C áp suất giảm từ atm xuống 0,8 atm độ phân ly α thay đổi ? c/ Cần phải nén đẳng nhiệt hỗn hợp khí tới áp suất để độ phân ly α 8% ? ĐS : a 0,049 atm b α = 12,3% (tăng) c P = 1,9 atm Bài 4: Người ta cho mol axit axetic tác dụng với mol rượu izopropylic Ở nhiệt độ t, cân : CH3COOH + CH3CHOHCH3 CH3COOCH(CH3)2 + H2O đạt 0,6 mol este tạo a/ Tính thành phần hỗn hợp cân b/ Nếu thêm vào hỗn hợp cân mol CH3COOH mol CH3CHOHCH3 mol este thành phần hỗn hợp cân ? ĐS : a axit : 0,4 mol ; rượu : 0,4 mol ; este : 0,6 mol ; nước : 0,6 mol b Thêm mol axit : 1,22 mol axit ; 0,22 mol rượu ; 0,78 mol este ; 0,78 mol nước Bài 5: Ở 270C áp suất atm độ phân ly N2O4 20% Theo phản ứng : N2O4 (k) 2NO2 (k) a/ Tính:- KP cho biết phản ứng thu nhiệt hay tỏa nhiệt, biết 630C phản ứng có KP = 1,27 ? - Độ phân ly áp suất 0,05 atm b/ Người ta cho 46 gam N2O4 vào bình kín có dung tích 20 lít 270C Tính thành phần hỗn hợp khí lúc cân ĐS : a KP = 0,167 phản ứng thuận thu nhiệt b 0,385 mol N2O4 ; 0,230 mol NO2 Bài 6: Ở 630C số cân Kp phản ứng: N2O4 (k) 2NO2 (k) Kp = 1,27 Tính thành phần hỗn hợp theo số mol áp suất hệ : atm; 10 atm Từ rút kết luận ảnh hưởng áp suất đến chuyển dịch cân ? ĐS : P = atm : NO2 = 66% N2O4 = 34% P = 10 atm : NO2 = 29,8% N2O4 = 70,2% Bài 7: Phản ứng diển theo chiều 00C 1000C ? N2O4 (k) Biết ∆Η 298 (kcal/mol) ∆S 298 (cal/K.mol) 2NO2 (k) 2,31 8,09 72,73 57,46 Bài 8: Ở 8500C phản ứng: CO(k) + H2O(k) CO2 (k) + H2 (k) trạng thái cân có số cân KC = Cho biết nồng độ chất thời điểm đầu : CCO = mol/l ; CH2O = 0,1 mol/l CCO2 = 0, CH2 = Tính nồng độ chất trạng thái cân ĐS : [CO] = 1,133M ; [H2O] = 0,033M ; [CO2] = [H2] = 0,067M Bài 9: Cho phản ứng : N2 + 3H2 2NH3 tiến hành nhiệt độ thể tích không đổi Biết trạng thái cân chất có nồng độ sau: [N2] = 0,3M ; [H2] = 0,9M ; [NH3] = 0,4M a/ Tính số cân phản ứng b/ Tính nồng độ ban đầu N2 H2 ĐS : a KC = 0,73 b N2 = 0,5M ; H2 = 1,5M Bài 10: Tiến hành phản ứng thuận nghịch bình kín có dung tích lít CO(k) + Cl2 (k) COCl2 (k) Ở nhiệt độ không đổi nồng độ cân chất : [CO] = 0,02M ; [Cl2] = 0,01M ; [COCl2] = 0,02M Bơm thêm vào bình 0,03 mol Cl2 Tính nồng độ chất trạng thái cân Trang 13 Chuyên đề bồi dưởng HSG Gv Nguyễn Thị Hương ĐS : [CO] = 0,01M ; [Cl2] = 0,03M ; [COCl2] = 0,03M Bài 11: Cho cân hóa học : N2 + 3H2 2NH3 với ∆Η = - 92 KJ.mol-1 Nếu xuất phát từ hỗn hợp chứa N2 H2 theo tỉ lệ số mol hệ số tỉ lượng, tức tỉ lệ 1:3 đạt tới trạng thái cân (ở 4500C 300 atm) NH3 chiếm 36% thể tích a Tính số cân Kp b Giữ nhiệt độ không đổi (4500C) cần tiến hành áp suất để đạt tới trạng thái cân NH3 chiếm 50% thể tích ? c Giữ áp suất không đổi (300 atm) cân cần tiến hành nhiệt độ để đạt tới trạng thái cân ĐS : a Kp = 8,14.10-5 b P = 680 atm c 653K NH3 chiếm 50% thể tích ? Bài 12: Cho phản ứng : CO2 (k) + H2 (k) CO (k) + H2O (k) (1) 0 a Tính ∆ G0 phản ứng (1) 1000K, biết ∆Η 1000K = 35040 J.mol-1 ∆S1000 K = 32,11 J.mol-1.K-1 b Tính số cân KC, KP phản ứng (1) 1000K c Một hỗn hợp khí chứa 35% thể tích H2, 45% thể tích CO 20% thể tích nước nung nóng tới 1000K Tính thành phần hỗn hợp trạng thái cân ĐS : a 2930 J b KC = KP = 0,703 c CO = 34,6% ; CO2 = 10,4% ; H2O = 9,6% ; H2 = 45,4% Bài 13: Xét trình cân sau 686oC : CO2 (k) + H2 (k) ⇄ CO (k) + H2O (k) Nồng độ chất cân [CO] = 0,050 M, [H 2] = 0,045 M, [CO2] = 0,086 M [H2O] = 0,040 M Nếu tăng nồng độ CO lên đến giá trị 0,500 M (nhiệt độ không đổi) nồng độ chất cân thiết lập lại ? Bài 14: Cho phản ứng: CO2 → CO H2 ¬ + + H2O a Hằng số cân phản ứng 850 0C Nồng độ ban đầu CO2 H2 0,2M 0,8M Tìm nồng độ bốn chất thời điểm cân b Tính số cân phản ứng (Kp) 250C Cho biết Chất CO2(k) ∆H H2(k) CO(k) - 110,525 H2O(k) - 241,818 ∆S 130,575 197,565 188,716 - 393,509 298 (kJ/mol) 213,63 298 (J/mol.K) 137 nguyên tố phóng Bài 15 Cs xạ dùng lò phản ứng hạt nhân, có chu kì bán hủy 30,2 năm Sau lượng chất lại 2% ? → 2HI (k) Bài 16: Cho biết phản ứng sau: H2 (k) + I2 (k) ¬ Nồng độ chất lúc cân nhiệt độ 430oC là: [H2]=[I2]=0,107 M; [HI]=0,786 M Tính số cân KC 430oC? → CO2 (k) + H2 (k) Bài 17: Cho biết phản ứng sau: CO (k) + H2O (k) ¬ Ở 700oC số cân KC phản ứng 1,873 Tính nồng độ H 2O CO trạng thái cân bằng, biết hỗn hợp ban đầu có 0,300 mol H2O 0,300 CO bình kín dung tích 10 lít 700oC → 2I (k) Bài 18: Iot bị phân hủy nhiệt theo phản ứng sau: I2 (k) ¬ Trang 14 Chuyên đề bồi dưởng HSG Gv Nguyễn Thị Hương Ở 727oC số cân phản ứng K C = 3,80.10-5 Cho 0,0456 mol I2 vào bình kín dung dích 2,30 lít 727oC Tính nồng độ I2 I trạng thái cân bằng? → H2 (k) + I2 (k) Bài 19: Khi đung nóng HI bình kín, xảy phản ứng sau: 2HI (k) ¬ a Ở nhiệt độ T, số KC phản ứng Hãy tính % lượng HI phân hủy nhiệt độ T? 64 1 → H2 (k) + I2 (k); b Tính KC phản ứng sau: 1/ HI (k) ¬ 2 → 2HI (k) 2/ H2 (k) + I2 (k) ¬ Bài 20: Đun nóng lượng HI bình kín dung tích lít 500oC đến đạt trạng thái cân → H2 (k) + I2 (k) 2HI (k) ¬ a Nồng độ HI, H2, I2 trạng thái cân 3,52 mol/l; 0,42 mol/l; 0,42 mol/l Tính KC b Thêm vào hệ cân mol HI cân chuyển dịch nào? Tính nồng độ HI, H 2, I2 trạng thái cân mới? biết nhiệt độ không thay đổi Bài 21: Một bình kín dung tích 0,5 lít có chứa 0,5 mol N 0,5 mol H2 nhiệt độ toC Khi đạt đến trạng thái cân có 0,2 mol NH3 tạo thành a Tính KC phản ứng toC? b Tính hiệu suất phản ứng tạo thành NH3? c Khi thêm vào cân mol H2 mol NH3 cân chuyển dịch phía nào? Tại sao? d Nếu thêm vào cân mol khí He cân chuyển dịch nào? Tại sao? → 2NO(k) + Cl2(k) 5000C biến thiên lượng Bài 22: NOCl bị phân huỷ theo phản ứng: 2NOCl(k) ¬ tự Gip phản ứng 17,11kJ a Tính số Kp phản ứng b Lập biểu thức tính độ phân ly α NOCl(k) theo Kp P 5000C P(atm) → AB(k) Bài 23: Cho phản ứng: A(k) + B(k) ¬ - 250C số cân phản ứng K1 = 1,8.103 - 400C số cân phản ứng K1 = 3,45.103 Biết ∆H ΔS0 thay đổi không đáng kể khoảng nhiệt a Hãy tính ∆H ΔS0 khoảng nhiệt b Tính số cân Kp Kx cân 250C áp suất toàn phần hệ 1,2atm, biết số khí 8,314kJ/mol.K độ đông đặc nước 273,15K → 2NO2(k) (1) Bài 24: Cho hỗn hợp cân bình kín: N2O4(k) ¬ Thực nghiệm cho biết: 350C có M hh =72,45 g/mol; 450C có M hh =66,8 g/mol a Hãy xác định độ phân ly α N2O4 nhiệt độ b Tính số cân Kp (1) nhiệt độ c Cho biết phản ứng theo chiều nghịch (1) thu hay toả nhiệt? Giải thích Bài 25: Một ống thuỷ tinh hàn kín, có gắn sợi vonfram cách 5mm chứa đầy không khí khô nhiệt độ áp suất tiêu chuẩn Phóng điện hai sợi dây Vài phút sau, khí ống nghiệm nhuốm màu nâu đặc trưng Trang 15 Chuyên đề bồi dưởng HSG Gv Nguyễn Thị Hương a Tiểu phân gây nên đổi màu quan sát nêu trên? Ước lượng giới hạn nồng độ lớn ống thuỷ ttinh b màu nâu tương tự xuất O2 NO gặp bầu thuỷ tinh chân không Viết phương trình phản ứng xảy bầu thuỷ tinh c Từ thí nghiệm 250C có số đo sau: Thí nghiệm [NO] mol/l [O2] mol/l -4 -4 1,16.10 1,21.10 1,15.10-4 2,41.10-4 1,18.10-4 6,26.10-5 -4 2,31.10 2,42.10-4 5,75.10-4 2,44.10-4 Xác định bậc phản ứng theo O2, NO bậc phản ứng chung Tốc độ lúc đầu Mol/l.s 1,15.10-8 2,28.10-8 6,24.10-9 9,19.10-8 5,78.10-8 Xác định số tốc độ phản ứng 298K d Hai phân tử NO2 kết hợp với để tạo thành phân tử N2O4 Tại 298K, biến thiên đẳng áp ∆G tạo thành N2O4(k) NO2(k) 98,28kJ/mol 51,84kJ/mol → 2NO2(k) Tính số cân Kp phản ứng N2O4(k) ¬ Bắt đầu với 1mol N2O4(k) 1atm 298K, tính tỉ lệ phân li N2O4 áp suất toàn phần giữ không đổi 1atm nhiệt độ giữ nguyên 298K Trang 16 [...]...Chuyên đề bồi dưởng HSG ∆G(pư) = ∑G (sản phẩm) - ∑G Gv Nguyễn Thị Hương (tác chất) ⇒ ∆G(pư) = ( dG D0 + RTlnPd ) + (eGEe + RTlnPe ) - (aGA0 + RTlnPa) - (bGB0 + RTlnPb) ⇒ ∆G(pư) = (dGD 0 PDd PEe + eGE ) – (aG + bGB ) + RT... 2) ∫ K P (1 ) T2 dT T2 T1 d ln K P = ∫ ∆H 0 1 1 ( − ) R T1 T2 KP(T2) là hằng số cân bằng ở nhiệt độ T2, KP(T1) là hằng số cân bằng ở nhiệt độ T1 b/ Ảnh hưởng của áp suất: Trang 11 Chuyên đề bồi dưởng HSG Gv Nguyễn Thị Hương Khi tăng áp suất của hệ cân bằng thuận nghịch thì mức cân bằng dịch chuyển theo chiều làm giảm số mol khí Thực chất sự tăng áp suất là sự tăng nồng độ các chất khí có trong hệ và... α của N2O4 (k) thành NO2 (k) bằng 63% Xác định KP, KC ĐS : KP = 0,867 atm ; KC = 0,034 Bài 4: Ở 00C và dưới áp suất 1 atm, độ phân ly α của N2O4 (k) thành NO2 (k) bằng 11% Trang 12 Chuyên đề bồi dưởng HSG Gv Nguyễn Thị Hương a/ Xác định KP b/ Cũng tại 00C khi áp suất giảm từ 1 atm xuống 0,8 atm thì độ phân ly α thay đổi như thế nào ? c/ Cần phải nén đẳng nhiệt hỗn hợp khí tới áp suất nào để độ phân... không đổi nồng độ cân bằng của các chất là : [CO] = 0,02M ; [Cl2] = 0,01M ; [COCl2] = 0,02M Bơm thêm vào bình 0,03 mol Cl2 Tính nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng mới Trang 13 Chuyên đề bồi dưởng HSG Gv Nguyễn Thị Hương ĐS : [CO] = 0,01M ; [Cl2] = 0,03M ; [COCl2] = 0,03M Bài 11: Cho cân bằng hóa học : N2 + 3H2 2NH3 với ∆Η = - 92 KJ.mol-1 Nếu xuất phát từ hỗn hợp chứa N2 và H2 theo tỉ lệ số mol... biết rằng hỗn hợp ban đầu có 0,300 mol H2O và 0,300 CO trong bình kín dung tích 10 lít ở 700oC → 2I (k) Bài 18: Iot bị phân hủy bởi nhiệt theo phản ứng sau: I2 (k) ¬ Trang 14 Chuyên đề bồi dưởng HSG Gv Nguyễn Thị Hương Ở 727oC hằng số cân bằng của phản ứng K C = 3,80.10-5 Cho 0,0456 mol I2 vào một bình kín dung dích 2,30 lít ở 727oC Tính nồng độ của I2 và I ở trạng thái cân bằng? → H2 (k) +... cách nhau 5mm chứa đầy không khí sạch và khô tại nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn Phóng điện giữa hai sợi dây này Vài phút sau, khí trong ống nghiệm nhuốm màu nâu đặc trưng Trang 15 Chuyên đề bồi dưởng HSG Gv Nguyễn Thị Hương a Tiểu phân nào gây nên sự đổi màu quan sát được nêu trên? Ước lượng giới hạn nồng độ lớn nhất của nó trong ống thuỷ ttinh b màu nâu tương tự cũng xuất hiện khi O2 và NO gặp nhau