Đang tải... (xem toàn văn)
Xảy ra trường hợp nào trong 3 trường hợp trên là tuỳ thuộc vào pi tại cân bằng hoá học. Sau khi đạt tới cân bằng áp suất khí trong bình bằng p.. Sự thay đổi trị số hằng số cbhh đó có ý[r]
(1)CÂN BẰNG HOÁ HỌC 1 Biểu thức số cân hoá học:
Phản ứng xA + yB ⇌ zAB có chiều thuận xảy với t = kt [A]a[B]b chiều nghịch xảy với n = kn [AB]d
Khi t = n hệ đạt tới CBHH số cân K =
d t
a b n
AB k
k A B
2 Trị số K tính theo phương trình hố học:
Phương trình có hệ số ngun: N2 + 3H2 ⇌ 2NH3 có K =
2
3
2
NH
N H
Phương trình có hệ số gấp n: nN2 + 3nH2 ⇌ 2nNH3 có Kn =
2
3
2
n
n n
NH
N H = (K)n Phương trình có hệ số
1 n:
1 nN2 +
3 nH2 ⇌
2
nNH3 có K1n= (K) n
hay = n K Phương trình biểu diễn hệ dị thể: CaCO3 (r) ⇌ CaO (r) + CO2 (k) có Kp = PCO2
C (r) + CO2 (k) ⇌ 2CO (k) có Kp =
2
2 CO
CO
P P
BaSO4 (r) ⇌ Ba2+(dd) + SO24
(dd) có Ksp = [Ba2+].[SO24
] cịn gọi tích số tan 3 Quan hệ loại số cân bằng: Kp = Kc(RT)n
= KN(P)n 4 Quan hệ K với lượng: G = RT ln K = nF E
1
2
1
ln T
T
K H
K R T T
(2)1. Ở 6000K phản ứng: H
2 + CO2 ⇌ H2O(k) + CO có nồng độ cân H2, CO2,
H2O CO 0,600; 0,459; 0,500 0,425 mol./1
a) Tìm Kc, Kp phản ứng
b) Nếu lượng ban đầu H2 CO2 mol đặt vào bình lít
nồng độ cân chất bao nhiêu?
a) Kc =
2
2
H O CO
H CO =
0,5 0, 425 0,6 0, 459
= 0,7716 ; Kp = Kc(RT)∆n = 0,7716 (do ∆n = 0)
b) Tại CBHH: [H2O] = a ; [CO] = a ; [H2] = [CO2] = 0,2 – a
Ta có :
2
(0, )
a a
= 0,7716 a = 0,094 0,2 – a = 0,106
Đáp số: Kc = Kp = 0,772; [H2] = [CO2] = 0,106 M [H2O] = [CO] = 0,094 M.
2 Ở 1000K số cân Kp phản ứng 2SO2 + O2⇌ 2SO3 3,50 atm1
Tính áp suất riêng lúc cân SO2 SO3 áp suất chung hệ 1atm áp
suất cân O2 0,1atm
Gọi x áp suất riêng SO2 áp suất riêng SO3 = – 0,1 – x = 0,9 – x
Kp =
2
(0,9 ) 0,1
x x
= 3,50 x = 0,57 atm PSO3= 0,33 atm
3. a) Tính số cân Kp phản ứng: N2 + 3H2⇌ 2NH3 250C
Biết ∆G0htcủa NH3 = 16,64 kJ/mol
b) Kp thay đổi phản ứng cho viết dạng:
1 2N2 +
3
2H2⇌ NH3 ∆G = – 16,64 = – 33,28 kJ/mol ∆G0 = – RTlnKp lnKp = –
33, 28 8,314 298
= 13,43
Vậy Kp = 6,8 105.
Kp =
3
2
2
NH
N H
P P P
nên phản ứng N2 +
3
2 H2 ⇌ NH3 có K’p =
3
2
1 2.
NH
N H
P P P
= KP = 825 4. Cân phản ứng: NH4HS (r) ⇌ NH3 (k) + H2S (k) thiết lập 2000C
thể tích V Phản ứng cho thu nhiệt Cho biết áp suất riêng NH3 thay đổi
khi cân tái lập sau khi: a) Thêm NH3 ; b) Thêm H2S ; c) Thêm NH4HS ; d) Tăng
nhiệt độ ;
e) Áp suất toàn phần tăng thêm Ar vào hệ ; f) Thể tích bình tăng tới 2V
a) tăng ; b) giảm ; c) không đổi ; d) tăng ; e) không đổi ; f) tăng
5. Cân phản ứng khử CO2 C : C + CO2⇌ 2CO xảy 1090K với số
cân Kp = 10
a) Tìm hàm lượng khí CO hỗn hợp cân bằng, biết áp suất chung hệ 1,5atm b) Để có hàm lượng CO 50% thể tích áp suất chung bao nhiêu?
a) C + CO2 ⇌ 2CO n [ ] (1 - x) 2x + x (mol) Phần mol
1
x x
x x
(3)Ta có : Kp =
2
2
CO CO
P
P =
2
2
1
x x
x x
1,5 = 10 x = 0,79
Vậy hỗn hợp lúc cân chứa 0,79 = 1,58 mol CO (88%)và – 0,79 = 0,21 mol CO2(12%)
b) Suy Kp = 0,52
0,5 P = 10 P = 20 atm.
6. Ở 500C áp suất 0,344 atm độ phân ly N
2O4 (k) thành NO2(k) 63% Xác
định Kp; Kc; Kx
N2O4 (k) ⇌ NO2(k) n
[ ] - 2 + ( độ phân ly) Phần mol
1
Kp =
2
2
CO CO
P
P =
2
2
1
0,344 thay = 0,63 tính Kp = 0,9
Áp dụng Kc = Kp.(RT)∆n với ∆n = Kx = Kp P ∆n tính Kc = 0,034 Kx = 2,63
7 Một bình lít chứa mol HI (k) đun nóng tới 8000C Xác định phần trăm phân li
HI 8000C theo phản ứng 2HI ⇌ H
2 + I2 (k) Biết Kc = 6,34 10–
Đáp số: 4,8% 8 Ở 250c số cân Kp phản ứng N
2 + 3H2 ⇌ 2NH3 6,8.105
a) Tính G0 phản ứng.
b) Nếu nhiệt độ trên, áp suất đầu N2, H2, NH3 0,250; 0,550 0,950 atm Tìm
G phản ứng
Đáp số: a) -33,28 kJ; b) -25,7kJ 9 Người ta tiến hành phản ứng: PCl5 ⇌ PCl3 + Cl2 với 0,3 mol PCl5; áp suất đầu atm
Khi cân thiết lập, áp suất đo 1,25 atm (V,T = const) a) Tính độ phân li áp suất riêng cấu tử
b) Thiết lập biểu thức liên hệ độ phân li áp suất chung hệ
Đáp số: a) 0,25; P = P0( + ) 10 Xác định nhiệt phản ứng CaCO3 ⇌ CaO + CO2 biết 8000C áp suất phân li
bằng 201,8mm Hg 9000C 992 mm Hg.
Đáp số: -166,82 kJ/mol
6 Trong thí nghiệm người ta đặt ămpun chứa N2O4 lỏng có m = 4,6 g vào bình
phản ứng đuổi hết khơng khí có dung tích 5,7lít Đập vỡ ămpun đưa nhiệt độ bình phản ứng lên 500C; Kết N
2O4 bay bị phân li, áp suất bình đo
0,4586 atm Tính độ phân li N2O4 số cân Kc đồi với phản ứng N2O4 ⇌
2NO2
Đáp số: 97,4% ; Kc = 8,58 7 Một hỗn hợp đầu gồm 7% SO2, 11% O2 82% N2 áp suất atm, đun nóng tới
10000K với có mặt chất xúc tác Sau cân thiết lập, hỗn hợp
(4)Kc phản ứng: 2SO2 + O2 ⇌ 2SO3 (ghi chú: mức độ oxi hóa đo tỷ số áp
suất cân áp suất đầu)
Đáp số: 32,9% , Kp = 2,44 ; Kc = 200 8 Trong tổng hợp NH3 4000C theo phản ứng N2 + 3H2 ⇌ 2NH3 hỗn hợp đầu gồm N2
H2 lấy theo tỷ lệ hợp thức đưa vào bình phản ứng dung tích 1lít Trong hỗn
hợp cân bằng, người ta thấy có 0,0385 mol NH3 Tính Kc, Kp
Đáp số: Kc = 5,12 107 ; Kp = 1,68.104 9 Ở 250C số cân Kp phản ứng thu nhiệt
2NO + Br2 (k) ⇌ 2NOBr (k) 116,6 atm –1
a) Nếu đem trộn NOBr có P = 0,108 atm với NO có P = 0,1atm Br2 có P = 0,01 atm để
tạo hỗn hợp khí 00C vị trí cân (câu trả lời phải định lượng).
b) Đưa NOBr có P = atm vào bình phản ứng 500C thấy hỗn hợp cân có
NOBr P = 4.30 atm Tính Kp 500C So sánh giá trị Kp với Kp 250C Giải thích?
Đáp số: Kp (500C) = 179 atm –1 10 Ở 8200C có phản ứng sau với số cân tương ứng:
CaCO3 (r) ⇌ CaO (r) + CO2 (k) K1 = 0,2
C (r) + CO2 (k) ⇌ 2CO (k) K2 = 2,0
Lấy hỗn hợp gồm mol CaCO3 mol C cho vào bình chân khơng tích 22,4 lít giữ
ở 8200C.
1- Tính số mol chất lỏng có bình phản ứng đạt tới trạng thái cân
2- Sự phân huỷ CaCO3 hồn tồn thể tích bình nhiêu (áp suất riêng khí
khơng đổi) Kết có phù hợp với ngun lý LơSa Tơ Lic khơng? Liên hệ thực tế sản xuất vôi sống
11 Cho cân hoá học:
2NO2 ⇌ N2O4 ΔH=−58,04 kJ
Cân chuyển dịch , giải thích, khi: 1/ Tăng nhiệt độ
2/ Tăng áp suất
3/ Thêm khí trơ Ar trường hợp: a) Giữ áp suất không đổi b) Giữ thể tích khơng đổi 4/ Thêm xúc tác
12 Phôtgen dùng làm chất clo hoá tốt cho phản ứng tổng hợp hữu cơ, điều chế theo phương trình:
CO(k) + Cl2(k) = COCl2(k) ; Ho = -111,3 kJ.mol-1
Magiê điều chế theo phương trình:
MgO(r) + C(r) = Mg(r) + CO(k) ; Ho = 491,0 kJ.mol-1
(5)1996:
1 Khi hoà tan SO2 vào H2O, có cân sau:
SO2 + H2O ⇌ H2SO3 (1)
H2SO3 ⇌ H+ + HSO3- (2)
HSO3- ⇌ H+ + SO32- (3)
Nồng độ SO2 cân băng thay đổi (có giải thích) trường hợp sau:
a) Đun nóng dung dịch b) Thêm HCl c) Thêm NaOH d) Thêm KMnO4
1 (1) SO2(K) = SO2(tan) + H2O H2SO3 (1)
a/ Khi đun nóng SO2(K) nên nồng độ SO2 tan gảm
b/ Thêm dd HCl: Cân SO2 + H2O H+ + HSO3- dịch chuyển sang trái nồng độ SO2
tăng
c/ Thêm dd NaOH: NaOH + SO2 NaHSO3
2NaOH + SO2 Na2SO3 + H2O
nên nồng độ SO2 giảm
d/ Thêm KMnO4: có pứ 5SO2+2KMnO4+2H2O K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
nên nồng độ SO2 giảm
2 Từ thực nghiệm người ta xác định được: phản ứng NH4HS (rắn)⇌ NH3(khí) + H2S (khí) (1)
đạt tới cân tích số PNH3 PH2S = 0,109 (trị số số nhiệt độ 25oC)
a) Hãy xác định áp suất chung khí tác dụng lên hệ (1) ban đầu bình chân khơng đưa vào NH4HS rắn
b) Nếu ban đầu đưa vào bình (chân khơng) lượng NH4HS rắn khí NH3, đạt tới
cân hố học có PNH3 = 0,549 atm
Hãy tính áp suất khí NH3 bình trước phản ứng (1) xảy 25oC
1 a) Vì ban đầu có NH4HS rắn nên áp suất khí tác dụng lên hệ cân NH3
H2S tạo
Vậy PNH3 = PH S2 =
2 P chung
Theo gt PNH3 PH S2 = 0,109
2
2
chung
P
= 0,109 P chung 0,66 atm. b) Do xét 25oC nên P
NH3(CBHH) PH S2 (CBHH) = KP = 0,109
Với PNH3(CBHH) = 0,549 atm PH S2 (CBHH) = 0,109
0, 549 = 0,1985atm.
Theo pt pứ PNH3 tạo = PH S2 = 0,1985atm
nên PNH3 ban đầu = 0,549 0,1985 0,35 atm
1997:
KMnO4 thuốc thử dùng để xác định nồng độ muối sắt (II) Phản ứng
KMnO4 FeSO4 dung dịch H2SO4 diễn theo sơ đồ:
(6)1 Hãy viết phương trình phản ứng (1) dạng phương trình ion (kí hiệu phương trình ion (2))
2 Giả thiết phản ứng thuận nghịch, thiết lập biểu thức số cân phản ứng dựa vào (2) theo nồng độ cân chất
3 Giá trị logarit số cân phản ứng oxi hố-khử 250C dược tính theo biểu thức:
lgK =
0, 059 n E
(E0 hiệu điện cực tiêu chuẩn cặp chất phản ứng, n số electron tham gia
vào q trình oxi hố khử phản ứng)
Hãy tính số cân phản ứng theo (2) Cho E0
2
MnO Mn
= 1,51V; E0 Fe3Fe= 0,77V; E0 22
Cl
Cl = 1,36V Mỗi yếu tố sau ảnh hưởng đến (2):
a) Tăng pH dung dịch; b) Thay H2SO4 HCl
c) Thêm lượng nhỏ KSCN vào dung dịch MnO4
+ 5Fe2+ + 8H+ = Mn2+ + 5Fe3+ + 4H 2O (2)
2 K =
5 2+ 3+
5
- 2+ +
4
Mn Fe
MnO Fe H
3 Thay số vào biểu thức ta có lg K =
5(1, 51 0, 77) 0, 059
= 62,7 Vậy K = 1062,7 Xét ảnh hưởng yếu tố đến cân
a) Tăng pH tức giảm CH+ Theo nguyên lí Lơ Satơliê-Borên cân chuyển dời phía
trái (chiều nghịch) (chú ý: tăng pH nên lớn có Fe(OH)2, phản ứng (2) không
xảy vậy)
b) Thay H2SO4 HCl:
+ Ban đầu xảy (2) có CFe2+ đủ lớn
+ Khi CFe2 giảm tới mức xảy phản ứng
2MnO4 + 10Cl + 16H+ 2Mn2+ + 5Cl2 + 8H2O (3)
Phản ứng xảy không chờ đợi c) Khi thêm KSCN có Fe3+ + 3SCN Fe(SCN)
3
Phản ứng (2) xảy theo chiều thuận (cân hố học chuyển dời sang phía phải) 1999:
Phôtgen dùng làm chất clo hoá tốt cho phản ứng tổng hợp hữu cơ, điều chế theo phương trình:
CO(k) + Cl2(k) = COCl2(k) ; Ho = -111,3 kJ.mol-1
Magiê điều chế theo phương trình:
MgO(r) + C(r) = Mg(r) + CO(k) ; Ho = 491,0 kJ.mol-1
(7)Để thu nhiều COCl2 (k) từ cân
CO(k) + Cl2(k) COCl2(k) ; Ho = 111,3 kJ.mol-1
Ta cần tăng áp suất riêng phần khí phản ứng có (k) < 0, lúc cân
chuyển dịch sang phải
Ta cần hạ nhiệt độ phản ứng toả nhiệt (Ho < 0), lúc cân chuyển dịch
sang phải
Để thu nhiều Mg, tức phải làm cho cân
MgO(r) + C(r) Mg(r) + CO(k) ; Ho = +491,0kJ,mol-1
chuyển dịch sang phải, ta phải:
Giảm áp suất khí phản ứng có o > (thực tế người ta thực phản ứng chân
không)
Tăng nhiệt độ phản ứng thu nhiệt Ho > 0)
2001:
Sunfuryl điclorua SO2Cl2 hoá chất phổ biến phản ứng clo hoá Tại 350oC, atm
phản ứng SO2Cl2 (khí) SO2 (khí) + Cl2 (khí) (1) Có Kp = 50
a) Hãy cho biết đơn vị trị số giải thích: số cân Kp phải có đơn vị
b) Tính phần trăm theo thể tích SO2Cl2(khí) cịn lại (1) đạt tới cân điều kiện
đã cho
c) Ban đầu dùng 150 mol SO2Cl2(khí), tính số mol Cl2(khí) thu (1) đạt tới cân
bằng
Các khí coi khí lý tưởng
1 a) Gọi số mol SO2Cl2 ban đầu 1, độ phân li , ta có:
SO2Cl2 (khí) SO2 (khí) + Cl2 (khí) (1)
Ban đầu
Phân li
Cân (1 )
Kp =
2
2
( ) ( )
( )
SO Cl
SO Cl
P atm P atm
P atm
= 50 atm (2) b) Vì khí khí lí tưởng nên pi = P Xi (3) mà
i i
i
n X
n
(4) Ở : nSO2 = nCl2 = ; nSO2Cl2 = (1 ) ; nj = (5)
c) Tổ hợp (5) (4) , (3) (2) ta có:
2
1 P Kp
PKpKp 25050
9806 ,
Số mol SO2Cl2 (1 ) 0,0194 (mol)
Do SO2Cl2 cịn lại chiếm
0, 0194
(8)Đây % theo số mol, % theo thể tích Vậy (1) đạt tới cân SO2Cl2
lại chiếm 0,98%về số mol hay thể tích hệ
(Hoặc SO2Cl2 (khí) SO2 (khí) + Cl2 (khí) Kp = 50 (1)
0 100 p 100 p 50 p 2
p2 2
atm
- (P + p) p p p
SO2Cl2 = - 0,9902 = 0,0196 (atm)
p
SO2Cl2 = P nSO2Cl2 nSO2Cl2 = 0,0196 : = 0,0098 hay 0,98%
% theo số mol % theo thể tích Vậy (1) đạt tới cân SO2Cl2 lại chiếm
0,98%về số mol hay thể tích hệ.) 2002:
Khí NO kết hợp với Br2 tạo khí phân tử có ngun tử
1 Viết phương trình phản ứng xảy ra.
2 Biết phản ứng thu nhiệt, 25oC có Kp = 116,6 Hãy tính Kp (ghi rõ đơn vị) 0oC ;
50oC Giả thiết tỉ số hai trị số số cân 0oC với 25oC hay 25oC với 50oC
đều 1,54
3 Xét 25oC, cân hoá học thiết lập Cân chuyển dịch nào?
Nếu:
a) Tăng lượng khí NO b) Giảm lượng Br2
c) Giảm nhiệt độ
d) Thêm khí N2 vào hệ mà:
- Thể tích bình phản ứng không đổi (V = const) - Áp suất chung hệ không đổi (P = const)
Lời giải:
1. NO(k) + Br2 (hơi) NOBr (k) ; H > (1)
Phản ứng pha khí, có n = -1 đơn vị Kp atm-1 (2)
2. Do phản ứng thu nhiệt nên có liên hệ
Kp O2 < Kp 252 < Kp 502 (3)
Vậy : Kp 250 = / 1,54 x Kp 252 = 116,6 / 1,54 = 75,71 (atm-1)
Kp 252 = 1,54 x Kp 252 = 116,6 x 1,54 179, 56 (atm-1)
3. Xét chuyển dời cân hoá học 25OC.
Trường hợp a b: nguyên tắc cần xét tỉ số: Q = ( )2 NOBr NO
P
P (4) (Khi thêm NO hay Br
2)
Sau so sánh trị số Kp với Q để kết luận
Tuy nhiên, khơng có điều kiện để xét (4); xét theo nguyên lý Lơsatơlie a Nếu tăng lượng NO, CBHH chuyển dời sang phải
b Nếu giảm lượng Br2, CBHH chuyển dời sang trái
c Theo nguyên lý Lơsatơlie, giảm nhiệt độ làm cho CBHH chuyển dời sang trái, để chống lại giảm nhiệt độ
d Thêm N2 khí trơ
+ Nếu V = const: khơng ảnh hưởng tới CBHH N2 khơng gây ảnh hưởng liên hệ (theo
(9)Nếu chưa có N2: P = pNO + pBr2 + pNOBr (a)
Nếu có thêm N2: P = p’NO + p’Br2 + p’NOBr + Pn2 (b)
Vì P = const nên p’i < pi
Lúc ta xét Q theo (4) liên hệ / tương quan với Kp: Nếu Q = Kp: không ảnh hưởng
2 Nếu Q > Kp : CBHH chuyển dời sang trái, để Q giảm tới trị số Kp Nếu Q <Kp: CBHH chuyển dời sang phải, để Q tăng tới trị số Kp
Xảy trường hợp trường hợp tuỳ thuộc vào pi cân hoá học 2003:
Khi nung nóng đến nhiệt độ cao PCl5 bị phân li theo phương trình
PCl5 (k) ⇋PCl3 (k) + Cl2 (k)
1 Cho m gam PCl5 vào bình dung tích V, đun nóng bình đến nhiệt độ T (K) để xảy
phản ứng phân li PCl5 Sau đạt tới cân áp suất khí bình p Hãy thiết
lập biểu thức Kp theo độ phân li và áp suất p Thiết lập biểu thức kc theo , m, V.
2 Trong thí nghiệm thực nhiệt độ T1 người ta cho 83,300 gam PCl5 vào bình dung
tích V1 Sau đạt tới cân đo p 2,700 atm Hỗn hợp khí bình có tỉ
khối so với hiđro 68,862 Tính và Kp
3 Trong thí nghiệm giữ nguyên lượng PCl5 nhiệt độ thí nghiệm thay
dung tích V2 đo áp suất cân 0,500 atm Tính tỉ số
2 1 V V .
4 Trong thí nghiệm giữ nguyên lượng PCl5 dung tích bình V1 thí nghiệm
hạ nhiệt độ bình đến T3 = 0,9 T1 đo áp suất cân 1,944 atm
Tính Kp Từ cho biết phản ứng phân li PCl5 thu nhiệt hay phát nhiệt
Cho: Cl = 35,453 ; P : 30,974 ; H = 1,008 ; Các khí khí lí tưởng Lời giải:
1. Thiết lập biểu thức cho Kp, Kc
PCl5 (k) ⇌ PCl3 (k) + Cl2 (k)
ban đầu a mol
cân a – x x x (mol) Tổng số mol khí lúc cân : a + x = n
=
x
a ; Khối lượng mol: MPCl5 = 30,974 + 5 x 35,453 = 208,239 (g/mol)
MPCl3 = 30,974 + 3 x 35,453 = 137,333 (g/mol)
MCl2 = 70,906 (g/mol)
gam 208,239 gam/mol
m
= a mol PCl5 ban đầu
*Áp suất riêng phần lúc cân khí: PPCl5 =
p
a x a x
PPCl3 = PCl2 = x
P
a x
Kp =
5 Cl PCl
PCl
P P
P
=
2
- x
p
a x
a x p
a x =
2
2
x
p a x
a x
a x
(10)Kp = ( ) ( ) x p
a x a x =
2 2
x
a x p ; Kp =
2 2 2 x a p a x
a a =
2 p
* Kc = [PCl5] =
(1 )
a
V [PCl3] = [Cl2] =
a V
Kc =
3 2
5
Cl
[ ]
PCl
PCl =
2
2
a
V
V a = (1 ) a
V =
208, 239 (1 ) m
V
Hoặc: Kp = Kc (RT)∆V ∆V khí =
Kp = Kc (RT) pV = nRT = (a + x) RT RT = pV
a x = (1)
pV a
Kp = Kc
pV a x
2
1 p = Kc
pV
a x
Thay x = a
2
1 p = Kc (1) pV
a Kc =
2 (1 ) a V
Kc =
(1 )
1 (1- )
a
V =
(1 ) a
V =
208, 239 V (1 ) m
* Quan hệ Kp Kc Từ cách : Kc = Kp
1 RT
Thay RT = pV
a(1) Kc = Kp
a(1 ) pV
=
a(1 ) p pV
= a V(1 )
2 Thí nghiệm : nPCl5 ban đầu = a =
83,30 g
208,239 g/mol = 0,400 mol M hỗn hợp cân bằng: 68,826 2,016 = 138,753 g/mol Tổng số mol khí lúc cân bằng: n1 = a (l + 1) =
83,30 g
138,753 g/mol = 0,600 mol n1 = a (1 + 1) = 0,400 (1 + 1) = 0,600 1 = 0,500
* Tìm Kp nhiệt độ T1 : Kp =
2
1
p =
2
(0,5)
1 (0,5) 2,70 = 0,900 3. Thí nghiệm 2: - Giữ nguyên nhiệt độ Kp không đổi
- Giữ nguyên số mol PC5 ban đầu: a = 0,400mol
- Áp suất cân P2 = 0,500 atm
Ta có 2 2
p
2 = Kp =
2 2
0,500 = 0,900
22 = 0,64286 2 = 0,802
Tổng số mol khí lúc cân bằng: n2 = 0,400 + (1+ 2) 0,721 (mol)
* Thể tích bình TN 2: V2 =
2
n RT
p so với V
1 =
1 1 n RT p V V =
2 1
n p n p =
0,721 2,700
(11)4. Thí nghiệm 3:
- Thay đổi nhiệt độ Kp thay đổi
- Giữ nguyên số mol PCl5 ban đầu a = 0,400 mol V1
- Áp suất cân P3 thay đổi do: nhiệt độ giảm (T3 = 0,9 T1), tổng số mol
khí thay đổi (n3 n1)
P3 = 1,944 atm ; Tính 3 :
n3 = a (1+ 3) = 0,400 (1+ 3) ; p3V1 = n3RT3 = 0,9 n3RT1 ; P1V1 = n1RT1
3
1
P 0,9 n P n
3
0, 400 (1 ) 0,9 1,944
2, 700 0,600
3 = 0,200 n3 = 0,48 mol
* KP (T3 ) =
2
3
p
=
2
(0, 200)
1 (0, 200) 1,944 = 0,081
* Khi hạ nhiệt độ, Kp giảm cân chuyển dịch theo chiều nghịch Chiều nghịch
chiều phát nhiệt Chiều thuận chiều thu nhiệt
2004 :
Tại 200C,phản ứng: H
2 (k) + Br2 (lỏng) HBr (k) (1)
có số cân Kp = 9,0 1016 Kí hiệu (k) trạng thái khí
a) Hãy tính Kp phản ứng: H2 (k) + Br2 (k) HBr (k) (2)
t¹i 20
C áp suất Brp = 0,25 atm
2
(k)
b) Hãy cho biết chuyển dịch cân hoá học phản ứng (2) giảm thể tích bình phản ứng hai trường hợp:
*) Trongbình khơng có Br2 (lỏng) ; **) Trongbình có Br2 (lỏng)
a) Phản ứng H2 (k) + Br2 (lỏng) HBr (k) (1)
có (Kp)1 = p2HBr / p H2 (a)
phản ứng: H2 (k) + Br2 (k) HBr (k) (2)
có (Kp)2 = p2HBr / p H2 p Br2 (b)
Xét cân Br2 (lỏng) Br2 (k) (3)
có (Kp)3 = pBr2 (k) (c)
Khi tổ hợp (1) với (3) ta có cân (2):
H2 (k) + Br2 (lỏng) HBr (k) (1)
Br2 (l) Br2 (k) (3)
H2(k) + Br2 (k) HBr (k) (2)
Vậy (Kp)2 = (Kp)1 / (Kp)3
Thay số ta có (Kp)2 = 9,0 1016 atm / 0,25 atm
(Kp)2 = 3,6 10 17
b) Khi giảm thể tích bình phản ứng nghĩa tăng áp suất riêng phần khí hệ Xét Q = p2
(12)Trường hợp : Khơng có brom lỏng bình: Phản ứng (2) có tổng số mol khí trước sau phản ứng (n = 0) nên thay đổi áp suất khơng dẫn tới chuyển dịch cân
(2)
Trườg hợp 2: Có brom lỏng bình: Xét thêm cân (3) ta thấy: áp suất riêng phần khí H2, HBr tăng; lúc áp suất riêng phần Br2 khí lại giảm ảnh hưởng
cân (3) Vì Q > K nên cân hố học (2) chuyển dời sang trái 2006 :
a) Khi khảo sát phản ứng H2 (k) + Br2(k) ⇌ HBr (k) (1)
tại hai nhiệt độ T1 T2 mà T1 < T2 , thấy số cân hóa học (viết tắt cbhh) theo nồng
độ có trị số tương ứng K1, K2 mà K1 > K2
Phản ứng toả nhiệt hay thu nhiệt? Hãy giải thích
b) Tại nhiệt độ 10240C, phản ứng (1) có K = 1,6.105 Hãy tính trị số số cbhh phản ứng
1
2 H2 (k) +
1
2 Br2 (k) ⇌ HBr (k) nhiệt độ
Sự thay đổi trị số số cbhh có ý nghĩa hố học hay không? Tại sao?
c) Người ta cho lượng HBr ngun chất vào bình kín tích cố định đưa nhiệt độ tới 1024oC
Hãy tính tỉ lệ HBr bị phân huỷ tại10240C (dùng phương trình (1)) Tại có kết quả
đó?
2.a) Theo điều kiện đề bài: T1 < T2 mà K1 > K2, nghĩa nhiệt độ tăng cbhh lại
chuyển dời sang trái Vậy theo nguyên lí Lơ Satơlie, (1) phản ứng toả nhiệt b) Phản ứng
1
2 H2 (k) + 1
2 Br2 (k) ⇌ HBr (k) (b)
có số cbhh kí hiệu Kb So sánh hệ số chất tương ứng (b) với (1)
đề bài, rõ ràng Kb = K1/2
Sự thay đổi trị số số cbhh hồn tồn t làm tốn khơng có ý nghĩa hố học (Sự thay đổi số cbhh dã xét a) có ý nghĩa hố học) c) Ta xét H2 (k) + Br2 (k) ⇌ HBr (k) (1)
Số mol ban đầu n Số mol cbhh
1
2 nα 1
2 nα n - nα
Với α tỉ lệ HBr bị phân huỷ mà ta cần tính Chú ýđiều kiện: < α < ( *)
Vì phản ứng (1) có Δn = nên biểu thức số cbhh K biểu thị theo số mol chất cbhh:
K =
2 2
2
(1 ) 2(1 ) 1
2
n n
hay K1/2 =
2(1 )
2(1 )
=4 102 0,005
Kết thoả mãn điều kiện: < α < (*)
Vậy tỉ lệ HBr bị phân huỷ thành H2 Br2 10240 C α ~ 0,005 hay 0,5% Tỉ lệ
(13)rất cao, 10240 C Đó thể phản ứng (1) có trị số số cbhh lớn, tới
1,6.105 tại nhiệt độ Số liệu cho thấy phản ứng thuận phản ứng thuận nghịch (1)