Cân hoá học Bài giảng dành cho học sinh lớp 11 THPT (2 tiết) Cân hoá học I Phản ứng chiều, phản ứng thuận nghịch cân hoá học II Hằng số cân hoá học III Sự chuyển dịch cân IV Các yếu tố ảnh hưởng đến cân hoá học V ý nghĩa tốc độ phản ứng cân hoá học sản xuất hoá học Cân hoá học I Phản ứng chiều, phản ứng thuận nghịch cân hoá học Phản ứng chiều Là phản ứng mà xảy theo chiều mà không xảy theo chiều ngược lại điều kiện VD: 2KClO3 MnO2 t0 2KCl + 3O2 I Ph¶n øng chiều, phản ứng thuận nghịch cân hoá học Phản ứng thuận nghịch Là phản ứng mà xảy theo chiều trái ngược cïng ®iỊu kiƯn VD: Cl2 + H2O HCl + HClO I Ph¶n øng chiỊu, ph¶n øng thn nghịch cân hoá học Cân hoá häc 4300C: Tríc P¦: Sau P¦: Tríc P¦: Sau P¦: H2 0,500 0,107 2HI 1,000 0,107 + I2 2HI 0.500 0,107 H2 0,107 0,768 + I2 0,768 mol mol mol mol T=const: số mol chất giữ nguyên Cân hoá học: vth=vngh I Phản ứng chiều, phản ứng thuận nghịch cân hoá học Cân hoá học Cân hoá học cân động Cân hoá học trạng thái phản ứng thuận nghịch tốc độ phản ứng thuận tốc độ phản ứng nghịch II Hằng số cân hoá học Cân hệ đồng thể Xét hƯ c©n b»ng: N2O4 (k) 2NO2 (k) ë 250C Nång độ ban đầu, M Nồng độ trạng thái cân bằng, M tỉ số nồng độ lúc cân [NO2]2 [N2O4]0 [NO2]0 [N2O4] [NO2] 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 [N2O4] Cân hệ đồng thể [NO2]2 4,63.10-3 ë 250C [N2O4] H»ng sè c©n b»ng N2O4 (k) 2NO2 (k) [NO2]2 = 4,63.10-3 ë 250C K= [N2O4] [NO2], [N2O4]: nồng độ lúc cân (mol/l) Cân hệ đồng thể Tổng quát: aA + bB cC + dD [C]c.[D]d K= [A]a.[B]b K=f(t0) Chó ý: K phơ thc vào phương trình cân N2O4 (k) 2NO2 (k) N O (k) [NO2]2 K= [N2O4] NO2 (k) [NO2] K’= [N2O4]1/2 ë cïng nhiƯt ®é: K=(K’)2 Cân hệ dị thể VD1: C (r) + CO2 (k) VD2: CaCO3(r) 2CO (k) [CO]2 K= [CO2] CaO (r) + CO2(k) K=[CO2] ë 8200C: K=4,28.10-3 [CO2]=4,28.10-3 ë 8800C: K=1,06.10-2 [CO2]=1,06.10-2 III Sự chuyển dịch cân hoá học Thí nghiệm III Sự chuyển dịch cân hoá học Định nghĩa Sự chuyển dịch cân hoá học phá vỡ trạng thái cân cũ để chuyển sang trạng thái cân yếu tố bên tác động lên cân IV Các yếu tố ảnh hưởng đến cân hoá học ảnh hưởng nồng độ Xét hệ cân sau bình kín nhiệt độ không ®æi: C(r) + CO2(k) 2CO(k) [CO]2 K= [CO2] ë 8000C: K=9,2.10-2 ảnh hưởng nồng độ Nhận xét: Khi tăng giảm nồng độ chất cân cân chuyển dịch theo chiều làm giảm tác dụng việc tăng giảm nồng độ 2 ảnh hưởng áp suất Xét cân xi lanh kín có pít tông nhiệt độ không đổi: N O (k) 2NO (k) [NO2]2 K= [N2O4] V=V/2 [NO2]=2[NO2]; [N2O4]=2[N2O4] Tử số tăng lần, mẫu số tăng lần, K=const cân chuyển dịch theo chiều nghịch Nhận xét: Khi tăng giảm áp suất chung hệ cân cân chuyển dịch theo chiều làm giảm tác dụng việc tăng giảm áp suất Nhận xÐt: Khi hƯ c©n b»ng cã sè mol khÝ ë vế phương trình phản ứng hệ chất khí việc tăng giảm áp suất không làm cho cân chuyển dịch VD: H2(k) + I2(k) 2HI(k) Fe2O3(r) + 3CO(k) CaO(r) + SiO2(r) 2Fe(r) + 3CO2(k) CaSiO3(r) ¶nh hëng cđa nhiƯt ®é K=f(t0) t0 thay ®ỉi th× K thay ®ỉi VD: N2O4 (k) 2NO2 (k) H=58 kJ>0 (không màu) (màu nâu đỏ) Tăng t0: màu hỗn hợp khí đậm lên Hạ t0: màu hỗn hợp khí nhạt 3 ảnh hưởng nhiệt độ Nhận xét: Khi tăng nhiệt độ cân chuyển dịch theo chiều phản ứng thu nhiệt, nghĩa làm giảm tác dụng việc tăng nhiệt độ giảm nhiệt độ, cân chuyển dịch theo chiều phản ứng toả nhiệt, chiều làm giảm tác dụng việc giảm nhiệt độ Nguyên lí Lơ-Sa-tơ-li-ê Một phản ứng thuận nghịch trạng thái cân chịu tác động bên ngoài, biến đổi nồng độ, áp suất, nhiệt độ, chuyển dịch cân theo chiều làm giảm tác động bên V Vai trò chất xúc tác Chất xúc tác không làm cân chuyển dịch Chất xúc tác làm cho phản ứng thuận nghịch đạt tới trạng thái cân nhanh chóng V ý nghĩa tốc độ phản ứng cân hoá học sản xuất hoá học VD1: 2SO2(k) + O2(k) 2SO3(k) H=-198kJ