Bài giảng Hóa học đại cương - Chương 7: Cân bằng hóa học

- Khi tăng nồng độ tác chất tham gia phản ứng thì cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận và ngược lại.[r]

(1)

Company

LOGO

PowerPoint Template

www.themegallery.com

Thang 8-2009 Gv: Quach An Binh

CHƯƠNG 7: CÂN BẰNG HÓA HỌC

7.1 Khái niệm

7.2 Cân hóa học

7.4 Cân pha

7.3 Sự chuyển dịch cân

7.1 Khái niệm

7.1.1

7.1.2

Phản ứng thuận nghịch

Độ chuyển hóa

Back

7.1.1 Phản ứng thuận nghịch

Xảy theo hai

chiều ngược Chỉ xảy

ra chiều

Phản ứng hóa học

Phản ứng hóa học chia làm loại

Back

Phản ứng chiều

Phản ứng chiều phản ứng hóa học

xảy cịn lại lượng khơng đáng kể chất phản ứng (phản ứng hồn tồn) Khi viết phương trình phản ứng người ta sử dụng dấu “=”

Ví dụ:

H2O2 = H2O + 1/2O2 KClO3 = KCl + 3/2O2

Enter Back

Phản ứng chiều

(2)

Phản ứng xảy chiều

Phản ứng thuận nghịch phản ứng mà

trong điều kiện phản ứng xảy theo hai chiều ngược Do hỗn hợp cuối phản ứng chứa lượng đáng kể chất phản ứng Khi viết phương trình phản ứng ta phải dùng mũi tên ngược chiều

Enter Back

Phản ứng xảy chiều

Click xem violip Click xem violip

Back

7.1.2 Độ chuyển hóa

Vì phản ứng thuận nghịch phản để

đánh giá mức độ hoàn toàn phản ứng người ta sử dụng đại lượng độ chuyển hóa α

Vì phản ứng khơng hồn tồn nên α≤1

có thể biểu diễn dạng phần trăm hay số thập phân

α = Số mol phản ứng

Số mol ban đầu

Back

7.2 Cân hóa học

Biểu diễn số cân

7.2.2

Hằng số cân

7.2.1

Back

7.2.1 Hằng số cân

Giả sử có phản ứng thuận nghịch

Ở trạng thái cân bằng: vt =

Theo định luật tác dụng khối lượng thì:

Vt= kt.CAm.C

Bn Vn= kn.CCp.CDq

Ở trạng thái cân thì:

kt.CAm.C

Bn = knCCp.CDq

mA + nB pC + qD

Enter Back

Tức là:

Với CA, CB, CC, CD nồng độ chất A, B,

C, D lúc cân

kt

kn

=

CAm.CBn CCp.CDq

kt kn

= Kcb

(3)

Kcb số cân phản ứng hóa học

Hằng số cb có giá trị định ứng với to

Hằng số cb phụ thuộc vào chất tham gia phản ứng nhiệt độ phản ứng

Hằng số cb cho biết phản ứng diễn với mức độ

Hằng số cb lớn hiệu suất lớn ngược lại Back

7.2.2 Biểu diễn số cân

Biểu diễn số cân bằng: Theo nồng độ:

Theo áp suất:

Kp gọi số cân tính theo áp suất cấu tử

Kc =

CAm.CBn CCp.CDq

Kp =

PAm.PBn PCp.PDq

Enter Back

7.2.2 Biểu diễn số cân

Ở trạng thái cân tính theo áp suất

riêng sản phẩm chia cho tích số áp suất riêng các chất(với số mũ thích hợp) số Giá trị số cân phụ thuộc vào chất phản ứng nhiệt độ

Với khí lý tưởng ta dễ dàng thấy hai

hscb có quan hệ với biểu thức:

Kp=Kc(RT)∆n

Click xem violip Back

7.3 Sự dịch chuyển cân 7.3.1 Sự dịch chuyển cân 7.3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ 7.3.3 Ảnh hưởng nồng độ 7.3.4 Ảnh hưởng áp suất

7.3.1 Sự dịch chuyển cân

Khi hệ phản ứng trạng thái

cân áp suất riêng phần(nồng độ) chất không đổi

Sự thay đổi trạng thái cân điều

kiện bên thay đổi gọi dịch chuyển cân

Dịch chuyển cân có ý nghĩa lớn

điều khiển hóa học

Mọi dịch chuyển cân tuân

theo nguyên lý Le Chartalier

Enter Back

(4)

Enter Back

(5)

Click xem violip Click xem violip Click xem violip Click xem violip Click xem violip

Back

7.3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ

Từ phương trình:

lnKp =-∆H0 ∆S0

RT + R

Thu nhiệt

∆H<0 ∆H>0

Tỏa nhiệt Back

Phản ứng tỏa nhiệt ∆H<0

Khi T tăng Kp giảm, phản ứng dịch chuyển theo chiều nghịch chiều thu nhiệt

Khi T giảm Kp tăng, phản ứng dịch chuyển theo chiều thuận chiều tỏa nhiệt

lnKp

=-∆H0 ∆S0 RT + R

Back

Phản ứng thu nhiệt ∆H>0

Khi T tăng Kp tăng, phản ứng dịch chuyển theo chiều thuận chiều thu nhiệt

Khi T giảm Kp giảm, phản ứng dịch

chuyển theo chiều nghịch chiều tỏa nhiệt

lnKp

=-∆H0 ∆S0 RT + R

Enter Back

Có thể tính hscb nhiệt độ

bất kỳ biết hscb hiệu ứng nhiệt nhiệt độ khác

Giả sử T1 có K1, T2 có K2 Trong khoảng nhiệt độ không lớn từ T1 đến

T2 ∆H0 ∆S0 khơng thay đổi theo nhiệt độ

Enter Back

lnK1

=-∆H0 ∆S0

RT1 R

+ lnK2

=-∆H0 ∆S0

RT1 R

+

K2

=-∆H0

-R K1

Hay: ln

T2

1 T1

(6)

Ví dụ: Xét phản ứng:

2NO(k)+O2(k) 2NO2(k) Biết 250C có hiệu ứng nhiệt(∆H) -13,6 kcal/mol kp= 1,3.106 Hãy xác định Kp nhiệt độ 3250C

Áp dụng CT:

Suy ra:K598=12,94 K2 =-∆H0

-R K1

ln T2

1 T1

-K598

= 13600

1,987 K298

ln

598 298

Back

7.3.3 Ảnh hưởng nồng độ

Phản ứng: mA + nB pC + qD Ta có phương trình:

∆G= ∆G0 + RTlnK = ∆G0 + RTln Trong đó: ∆G0 =-RTlnK

cb

Khi pư đạt trạng thái cân ∆G =0 Khi tăng nồng độ chất A B biểu thức sau dấu ln giảm làm ∆G giảm trở nên âm phản ứng tự xảy ra(chiều thuận) ∆G=0(cân bằng)

CAm.CBn

CCp.CDq

Enter Back

Khi tăng nồng độ C D ∆G tăng

trở nên dương phản ứng xảy theo chiều nghịch

Kết luận:

- Khi tăng nồng độ tác chất tham gia phản ứng cân chuyển dịch theo chiều thuận ngược lại

Enter Back

Ví dụ1: Xét phản ứng 8500C có K c=1 CO2(k) + H2(k) CO(k) + H2O(k) - Nồng độ CO2(k)=0,04 mol/l ; H2= 0,64 mol/l - Nồng độ CO(k)=0,16 mol/l ; H2O= 0,16 mol/l - Hỏi tăng nồng độ CO2(k) nước

lên 10 lần cân chuyển dịch theo chiều Giải:

- Khi tăng nồng độ CO2:

∆G=∆G0+RTln =-RTlnK c+RTln C 1.C

CCO1.CH2O1

CCO21.CH21 CCO1.CH2O1

(7)

7.3.3 Ảnh hưởng nồng độ ∆G= -RTlnKc + RTln

∆G=-1,987.1123.ln1+1,987.1123ln =-5140(cal)

∆G<0: tăng CO2 cân chuyển dịch theo chiều thuận giảm CO2

CCO21.CH21

CCO1.CH2O1

0,04.0,64 0,16.0,16

Enter Back

Khi tăng nồng độ nước:

∆G=-1,987.1123.ln1+1,987.1123ln =5140(cal)

∆G>0: tăng nồng độ nước, cân chuyển dịch theo chiều nghịch giảm nồng độ nước

0,04 0,64 0,16.1,6

Click xem violip Click xem violip

Enter Back

Ví dụ 2: Tại T xác định có 0.80 mole N2 0.90 mole H2 để bình 1l Khi cân 0.20 mole NH3 xuất hiện.Tính Kc Giải:

[ ]

[ ][ ] ( ( )( ) )

N + H NH Initial 0.80 0.90 Change - 0.10 - 0.30 + 0.20 Equilibrium 0.70 0.60 0.20 K NH

N H

2(g) 2(g) 3(g)

c 2 ↔ = = = M M

M M M

2

0 20

0 70 60 26

Back

7.3.4 Ảnh hưởng áp suất Khi thay đổi áp suất hệ Kp

hệ thay đổi làm thay đổi ∆G hệ, cân chuyển dịch

Giả sử có phản ứng:

aA + bB = cC + dD Kp =

PAa.P

Bb

PCc.PDd

Enter Back

7.3.4 Ảnh hưởng áp suất

Gọi P áp suất tổng hệ Ta có Pi= Ni.P Với:

- Ni: nồng độ phần mol khí i - Pi: áp suất riêng phần khí i

Do đó:

=

Kp =

(NC.P)c(ND.P)d

(NA.P)a(NB.P)b

(NCc.NDd)

(NAa.NBb)b

x P(c+d)-(a-b)

Enter Back

7.3.4 Ảnh hưởng áp suất

Kp = KN.P∆n

Với:

- KN: hscb tính theo nồng độ phần mol - NA, NB, NC, ND: nồng độ phần mol

chất A, B, C, D trạng thái cân KN =

NAa.NBb

NCc.NDd

Định dạng
Số trang	7
Dung lượng	613,57 KB