Bài 38: Cân bằng hóa học

Baứi : Giaựo vieõn daùy : Buứi Thũ Chi Kiểm tra bài cũ : Mỗi học sinh trả lời 2 câu hỏi trắc nghiệm với thời gian 30 giây cho 1 câu, sau đó giải thích vì sao chọn đáp án đúng. Viết phương trình ph n ng (nếu có).ả ứ Câu hỏi 1 : Cho 5,6 gam sắt tác dụng với dung dòch H 2 SO 4 4M ở nhiệt độ thường. Ý nào sau đây đúng ? Tốc độ phản ứng tăng khi : A. Dùng dung dòch H 2 SO 4 2M thay dung dòch H 2 SO 4 4M B. Tăng thể tích dung dòch H 2 SO 4 4M lên gấp đôi. C. Giảm thể tích dung dòch H 2 SO 4 4M xuống một nửa. D. Tăng nhiệt độ phản ứng là 50 o C. Câu B Câu hỏi 2 : Một phản ứng hóa học được biểu diễn như sau ; Chất phản ứng → sản phẩm phản ứng. Yếu tố nào sau đây không ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng ? A. Nồng độ các chất phản ứng. B. Nồng độ các sản phẩm. C. Chất xúc tác. D. Nhiệt độ. Câu B I/ Phản ứng một chiều, phản ứng thuận nghòch và cân bằng hóa học : 1. Phản ứng một chiều : Ví dụ1 : Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2 ↑ Trong cùng điều kiện H 2 không phản ứng với FeCl 2 . Ví dụ 2 : Đun nóng tinh thể KClO 3 có mặt chất xúc tác MnO 2 2KClO 3 → 2KCl + 3O 2 t o , MnO 2 KClO 3 phân hủy tạo KCl và O 2 , cũng trong điều kiện đó KCl không phản ứng được với O 2 tạo KClO 3 . Phiếu học tập số 1 : Viết phản ứng của Fe với dung dòch HCl, nhiệt phân KClO 3 . Khí hidro có phản ứng được với dung dòch FeCl 2 hay không ? Khí oxi có phản ứng được với KCl hay không ? 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. 2. Phản ứng thuận nghòch : Xét phản ứng : Cl 2 + H 2 O  HClO + HCl Ở điều kiện thường Cl 2 phản ứng với H 2 O tạo thành HClO và HCl, đồng thời HCl và HClO cũng phản ứng với nhau tạo ra Cl 2 và H 2 O. Phản ứng xảy ra theo hai chiều trái ngược nhau gọi là phản ứng thuận nghòch, dùng hai mũi tên ngược chiều nhau. * Đặc điểm của phản ứng thuận nghòch : Hỗn hợp phản ứng luôn có mặt đồng thời cả sản phẩm và chất tham gia phản ứng. Phiếu học tập số 2 : Viết phương trình ph n ả ng của clo với Hứ 2 O. HClO là chất oxi hóa mạnh oxi hóa được HCl là chất khử. Viết phương trình phản ứng. 3. Cân bằng hóa học : + Xét phản ứng : H 2 (k) + I 2 (k)  2HI (k) Tại thời điểm ban đầu nồng độ H 2 và I 2 lớn, HI chưa sinh ra v T lớn, v N = 0 → v T > v N . Khi phản ứng xảy ra nồng độ H 2 và I 2 giảm → v T giảm, nồng độ HI tăng → v N tăng đến một lúc nào đó v T = v N . Nghóa là có bao nhiêu chất phản ứng biến thành sản phẩm thì cũng có bấy nhiêu sản phẩm biến thành chất phản ứng → hỗn hợp phản ứng có thành phần không đổi. v T và v N không đổi Xem đồ thò minh họa Tocdopw.swf Trạng thái này được gọi là trạng thái cân bằng. Phiếu học tập số 3 : Xét phản ứng : H 2 (k) + I 2 (k)  2HI (k). Sau khi xem mô phỏng cân bằng hóa học → đònh nghóa trạng thái cân bằng hóa học. * Đònh nghóa : Cân bằng hóa học là trạng thái của phản ứng thuận nghòch khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghòch. v T = v N . Cân bằng hóa học là một cân bằng động. Ví dụ : Cho 0,500 mol/lít H 2 vào 0,500 mol/lít I 2 vào bình phản ứng. Khi phản ứng cân bằng có 0,786 mol/lít HI. H 2 (k) + I 2 (k)  2HI (k) Đầu 0,5 M 0,5M 0 0,393M ← Lúc cân bằng : 0,786M 0,107M Phản ứng 0,786M0,393M ← 0,107M Vậy : Hỗn hợp phản ứng lúc cân bằng có mặt cả chất phản ứng và sản phẩm. Phiếu học tập số 4 : Khi cho 0,500 mol/lít H 2 vào 0,500 mol/lít I 2 vào bình phản ứng. Phản ứng cân bằng có 0,786 mol/lít HI. Tính nồng độ của các chất trong hỗn hợp phản ứng lúc cân bằng II/ Sự chuyển dòch cân bằng : 1/ Thí nghiệm : Lắp dụng cụ như hình vẽ + Nạp đầy khí NO 2 vào cả hai ống nghiệm (a) và (b) ở nhiệt độ thường. (a) (b) K Nút kín cả hai ống, trong đó có cân bằng sau : 2NO 2 (k)  N 2 O 4 (k) (màu nâu đỏ) (không màu) Màu của hỗn hợp khí trong cân bằng ở hai ống nghiệm như nhau. + Đóng khóa K lại, ngâm ống (a) vào nước đá. Nước đá Một lát sau, so sánh màu thấy : Hiện tượng đó được gọi là sự chuyển dòch cân bằng. ống (a) màu nhạt hơn chứng tỏ ống (a) nồng độ khí NO 2 giảm. (a) (b) K Phiếu học tập số 5 : Nhận xét hiện tượng thí nghiệm. Nồng độ NO 2 ở 2 ống có gì thay đổi ? [...]...2/ Đònh nghóa : Sự chuyển dòch cân bằng hóa học là sự di 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 dòch cân bằng là nồng độ, áp suất, nhiệt độ Chúng được gọi là các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học III/ Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học : 1/ Ảnh hưởng của nồng độ : Xét một hệ cân bằng sau trong... ứng đạt đến trạng thái cân bằng mới có nồng độ CO2 nhỏ hơn, nồng độ CO lớn hơn so với trạng thái cân bằng ban đầu → Cân bằng đã chuyển dời theo chiều phản ứng thuận + Tương tự khi lấy bớt CO ra khỏi hỗn hợp : cân bằng chuyển dời theo chiều thuận + Thêm CO vào : cân bằng chuyển dời theo chiều nghòch → Kết luận : Khi tăng hoặc giảm nồng độ của một chất trong cân bằng thì cân bằng bao giờ cũng chuyển... đậm lên → cân bằng chuyển dòcch theo chiều → xác đònh chiều chuyển dòch của cân bằng nghòch → chiều của phản ứng thu nhiệt → kết luận về ảnh hưởng của nhiệt độ đến + Ngâm bình vào nước đá, màu của hỗn hợp khí cân bằng hóa học nhạt đi → cân bằng chuyển dời theo chiều thuận → chiều của phản ứng tỏa nhiệt → Kết luận : Khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dòch theo chiều phản ứng thu nhiệt nghóa là làm... nhiệt độ, cân bằng chuyển dòch theo chiều phản ứng tỏa nhiệt chiều làm giảm tác dụng của việc giảm nhiệt độ Ba yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học là nồng độ, áp suất, nhiệt độ được tổng kết thành nguyên lí chuyển dòch cân bằng : Phiếu học tập số 9 : Nêu điểm giống nhau của chiều chuyển dòch cân bằng khi chòu tác động của nồng độ, áp suất, nhiệt độ Từ đó phát biểu nguyên lí chuyển dòch cân bằng *... bình kín ở nhiệt độ cao và không đổi : C(r) + CO2 (k)  2CO (k) (1) Phiếu học tập số 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 : v T = vN, nồng độ của các chất không đổi + Thêm CO2 vào hỗn hợp... dòch cân bằng : (nguyên lý Lơ Satơlie) le Chatelier Một phản ứng thuận nghòch đang ở trạng thái cân bằng khi chòu một tác động bên ngoài như biến đổi nồng độ, nhiệt độ, áp suất sẽ chuyển dòch cân bằng theo chiều làm giảm tác động bên ngoài đó 4/ Vai trò của chất xúc tác : Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng thuận và tốc độ phản ứng nghòch với số lần bằng nhau nên không ảnh hưởng đến cân bằng hóa học. .. hưởng đến cân bằng hóa học Chất xúc tác làm cho phản ứng nhanh đạt đến trạng thái cân bằng IV/ Ý nghóa của tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học trong sản xuất hóa học : Ví dụ1 : Trong quá trình sản xuất axit sunfuric có phản ứng : 2SO2 (k) + O2 (k)  2SO3 (k) ∆H = -198 kJ Phản ứng này dùng oxi không khí, ở nhiệt độ Phiếu học tập số 10 : Xét phản ứng : thường, phản ứng xảy ra rất chậm Để tăng tốc độ 2SO2... áp suất chung của hệ bằng cách kéo pít tông ra cho thể tích của hệ tăng, số mol NO 2 tăng, số mol N2O4 giảm bớt → cân bằng chuyển dòch theo chiều thuận → làm tăng áp suất → Kết luận : Khi tăng hoặc giảm áp suất chung của hệ cân bằng thì cân bằng bao giờ cũng chuyển dòch theo chiều làm giảm tác dụng của việc tăng hay giảm áp suất đó + Chú ý : Nếu phản ứng có số mol khí ở hai vế bằng nhau hoặc phản ứng... tăng hoặc giảm nồng độ của chất đó + Chú ý : Khi thêm hoặc bớt lượng chất rắn không ảnh hưởng đến cân bằng (cân bằng không chuyển dòch) 2/ Ảnh hưởng của áp suất : Thí nghiệm : Xét hệ cân bằng trong xi lanh kín có pít tông ở nhiệt độ thường không đổi N2O4 (k)  2NO2 (k) (màu nâu đỏ) (không màu) Phiếu học tập số 7 : Khi đẩy pít tông vào thì áp suấtĐẩy pít tông đổi như thế nào ?suất củxét về + của hệ... nào tăng ? màu của hỗn hợp khí nhạt hơn Cân bằng chuyển dòch theo chiều nào ? Câu hỏi tương tự khi kéo pít tông ra + Thí nghiệm chứng tỏ : khi tăng áp suất số mol khí NO2 giảm, số mol N2O4 tăng → cân bằng chuyển dòch theo chiều nghòch + Nhận xét : Phản ứng nghòch từ 2 mol NO2 tạo 1 mol N2O4 → số mol khí giảm → áp suất giảm Vậy khi tăng áp suất chung của hệ cân bằng chuyển dòch theo chiều nghòch làm . cân bằng. Phiếu học tập số 3 : Xét phản ứng : H 2 (k) + I 2 (k)  2HI (k). Sau khi xem mô phỏng cân bằng hóa học → đònh nghóa trạng thái cân bằng hóa học. . Đònh nghóa : Cân bằng hóa học là trạng thái của phản ứng thuận nghòch khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghòch. v T = v N . Cân bằng hóa học