chuyên đề cân bằng hóa học

Ở cùng một điều kiện nhiệt độ và áp suất phản ứng có thể xảy ra theo cả chiều thuận và nghịch - Dù xuất phát từ các chất đầu hay từ các sản phẩm, cuối cùng người ta cũng thu được cùng mộ

CÂN BẰNG HOÁ HỌCA/ LÝ THUYẾT

I- Khái niệm về phản ứng một chiều và phản ứng thuận nghịch.

1 Phản ứng một chiều:là phản ứng chỉ xảy ra theo một chiều từ trái sang phải; phản ứng thực hiện đến cùng,

nghĩa là cho đến khi tất cả chất phản ứng đều chuyển thành sản phẩm

2 Phản ứng thuận nghịch: là phản ứng có thể xảy ra theo hai chiều ngược nhau trong cùng một điều kiện,

nghĩa là các chất đầu phản ứng với nhau để tạo thành sản phẩm, đồng thời các sản phẩm cũng phản ứng với nhau để tạo thành các chất ban đầu

Đặc điểm của phản ứng thuận nghịch:

- Phản ứng thuận nghịch là phản ứng không hoàn toàn Ở cùng một điều kiện nhiệt độ và áp suất phản ứng

có thể xảy ra theo cả chiều thuận và nghịch

- Dù xuất phát từ các chất đầu hay từ các sản phẩm, cuối cùng người ta cũng thu được cùng một kết quả:

tỉ lệ số mol của các chất là cố định

- Nếu điều kiện phản ứng không thay đổi thì dù có kéo dài phản ứng đến bao lâu, trạng thái cuối cùng của hệ vẫn giữ nguyên

II- Cân bằng hóa học

+ Cân bằng hóa học là trạng thái của phản ứng thuận nghịch khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch

+ Ở trạng thái cân bằng phản ứng không dừng lại mà vẫn tiếp tục xảy ra Ta nói cân bằng hóa học là cân bằng động

CA, CB, CC, CD,… là nồng độ của các chất ở thời điểm t bất kì.)

Khi đạt đến trạng thái cân bằng: vt = vn  kt Ca

A Cb

B … = kn Cc

C.Cd

D…

a A

d D

c C C C

C C

=

] [ ] [

] [ ] [

b a

d c

B A

D C

= const = KC

( [A], [B], [C], [D],… là nồng độ của các chất ở trạng thái cân bằng.)

KC được gọi là hằng số cân bằng của phản ứng:

- K là đại lượng không có thứ nguyên

- Hằng số cân bằng của phản ứng chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất của phản ứng

- Hằng số cân bằng của phản ứng đặc trưng cho mức độ tiến triển của phản ứng từ trái sang phải

- Khi KC càng lớn tức [C]c.[D]d càng lớn, [A].[B] càng nhỏ  phản ứng diễn ra theo chiều thuận là chính và ngược lại

- Đối với phản ứng có chất rắn tham gia thì nồng độ và áp suất của chất rắn được coi là hằng số và không được đưa vào hằng số KC hay KP

- Tuỳ đặc điểm và tính chất của từng loại phản ứng hoá học mà hằng số cân bằng có các tên gọi khác nhau: hằng số axit, hằng số bazơ, hằng số điện li, tích số tan, tích số ion của nước,…

+ Đối với các hệ khí: Ngoài tính theo hằng số cân bằng KC ( nồng độ mol/l) của các chất mà còn tính theo hằng

số cân bằng tính theo áp suất riêng của các chất khí trong hỗn hợp

a A

d D

c C P P

P P

= C RT nên PA = CA.RT, PB = CB RT; …

Ở trạng thái cân bằng: PA = [A] RT; PB = [B].RT;…

d c

RT B RT A

RT D RT

C

) ].

.([

) ].

([

) ].

.([

) ].

([

=

] [ ] [

] [ ] [

b a

d c

B A

D C

(RT)(c+d)-(a+b ) = KC (RT)n

Trong đó n là hiệu số mol khí sản phẩm và số mol khí ban đầu của phản ứng được xét

III-Mối Liên hệ giữa hằng số cân bằng và thế đẳng nhiệt- đẳng áp

 G =  G0 + RTlnKKhi hệ đạt trạng thái cân bằng thì  G = 0   G0 = - RTlnK

Với phương trình phản ứng ở thể khí ta có:  G0 = - RTlnKp

Khi các chất ở thể lỏng ta có:  G0 = - RTlnKC

IV- ảnh hưởng của nhiệt độ lên cân bằng hoá học

G0 = - RTlnK =  H0 - T S0 lnK = -H0/RT + S0/R

Giả sử ở nhiệt độ T1 hằng số cân bằng là K1, ở nhiệt độ T2 hằng số cân bằng là K2

Giả thiết trong khoảng nhiệt độ từ T1 đến T2 ,  H và  S thay đổi không đáng kể

1 1

T

IV- Sự chuyển dịch cân bằng hoá học Nguyên lí Lơ Satơliê

- Cân bằng hoá học là cân bằng động, hệ cân bằng được đặc trưng bởi các giá trị hoàn toàn xác định của các thông số như nhiệt độ, áp suất, nồng độ của các chất, Nếu thay đổi một trong các yếu tố này thì trạng thái của

hệ bị thay đổi, các thông số của hệ sẽ nhận những giá trị mới và do đó, hệ chuyển sang một trạng thái mới Hiệntượng này gọi là sự chuyển dịch cân bằng hoá học

a) Ảnh hưởng của nồng độ

Giả sử có phản ứng a A + bB   cC + dD G = G0 + RTln a b

d c

B A

D C

] [ ] [

] [ ] [

Lúc phản ứng đạt đến trạng thái cân bằng thì  G = 0

- Nếu tăng nồng độ chất phản ứng, hoặc giảm nồng độ các sản phẩm , biểu thức sau dấu ln sẽ giảm,  G

< 0, hệ không còn ở trạng thái cân bằng nữa, phản ứng sẽ dịch chuyển theo chiều thuận cho đến khi  G = 0

- Nếu tăng nồng độ của các sản phẩm thì sẽ gây kết quả ngược lại

* Vậy: Khi tăng nồng độ chất phản ứng hoặc làm giảm nồng độ sản phẩm cân bằng dịch chuyển theo chiều thuận.

Khi tăng nồng độ sản phẩm hoặc giảm nồng độ chất phản ứng thì cân bằng dịch chuyển theo chiều nghịch.

* Nhận xét: Với chất khí, sự tăng nồng độ của một chất cũng chính là sự tăng áp suất riêng phần của chất đó

Do đó dự thay đổi áp suất riêng phần của chất đến sự dịch chuyển cân bằng hoá học cũng tương tự như ảnh hưởng của sự thay đổi nồng độ

b) Ảnh hưởng của nhiệt độ

Từ phương trình:  G0 = - RTlnK = H0- T S0  lnK = -H0/RT + S0/R

Nếu coi  H0 và  S0 là không phụ thuộc vào nhiệt độ

- Đối với phản ứng phát nhiệt ( H0 < 0), khi nhiệt độ tăng, số hạng –H0/RT giảm  K giảm  cân bằng chuyểndịch về phía phản ứng nghịch tức là phản ứng thu nhiệt

- Đối với các phản ứng thu nhiệt (  H0 > 0), khi nhiệt độ tăng, số hạng –H0/RT tăng  K tăng cân bằng chuyển dịch về phía phản ứng thuận tức là phản ứng thu nhiệt

Ngược lại với các quá trình khi làm giảm nhiệt độ của phản ứng

c) Ảnh hưởng của áp suất

Với phản ứng tổng quát ở pha khí: a A + bB   cC + dD  KP = b

B

a A

d C

c C P P

P P

Với P là áp suất chung của hỗn hợp; xi là phần mol của khí i; Pi là áp suất riêng phần của khí i trong hỗn hợp:

Pi = xi P

B

A A

d D

c C

P x P x

P x P x

) (

).(

).().(

B

a A

d D

c C x x

x x

P(c+d)-(a+b) = Kx P n

 n là biến thiên số mol khí trong hệ phản ứng

Khi hệ ở trạng thái cân bằng ta có:  G =  G0 + RTlnKp =  G0 + RT lnKx P n

ở nhiệt độ cố định nếu thay đổi áp suất chung của hệ giá trị  G chỉ phụ thuộc vào P n

Xảy ra các trường hợp sau:

- Khi  n = 0, nghĩa là số mol phân tử khí ở 2 vế của phương trình phản ứng bằng nhau  G =  G0+ RTlnKx= 0 Trạng thái cân bằng của hệ không thay đổi khi thay đổi áp suất của hệ

- Khi  n > 0, nghĩa là số mol phân tử khí ở hai vế của phương trình phản ứng lớn hơn ở vế trái Khi áp suất chung của hệ tăng lên,  G của hệ > 0 Cân bằng dịch chuyển theo chiều nghịch

- Khi  n < 0, nghĩa là số phân tử khí ở vế trái của phương trình lớn hơn vế phải Khi áp suất chung P của cả hệ tăng lên, giá trị của P n giảm xuống, biến thiên thế đẳng áp  G của hệ trở thành âm (  G < 0) Phản ứng xảy ra theo chiều thuận, nói cách khác là cân bằng chuyển dịch về phía có số phân tử khí ít hơn

Vậy: Khi tăng áp suất chung của hệ, cân bằng sẽ dịch chuyển về phía có số phân tử khí ít hơn để chống lại sự

tăng áp suất Khi giảm áp suất chung của hệ thì ngược lại

][

2

2 2

2 3

O SO

SO

= 282  KP1 = KC1.(0,082.1000)-1 = 3,44

* Nếu viết phản ứng dưới dạng (2) : KC2 = K C1 = 16,8; KP2 = K P1 = 1,85

2 Khi trộn 1 mol C2H5OH với 1 mol CH3COOH và để cho phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường, lúc cân bằng thấy tạo thành 2/3 mol este Nếu thêm 2 mol C2H5OH vào hệ khi đạt trạng thái cân bằng thì bao nhiêu mol este

sẽ tạo thành lúc cân bằng mới được thiết lập? Cho thể tích của hệ là cố định

b) §é ph©n huû ë 270C vµ díi ¸p suÊt 0,1 atm

c) §é ph©n huû cña mét mÉu N2O4 cã khèi lîng 69 gam, chøa trong b×nh cã thÓ tÝch 20 lit ë 270C

4 Đối với phản ứng H2 + I2   2HI ngời ta thu đợc các dữ kiện sau:

Dự đoán chiều hớng của phản ứng khi tăng, giảm nhiệt độ

Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng để chứng minh sự dự đoán là đúng hay sai

HD: - Ta thấy khi nhiệt độ tăng thì KP giảm vậy: khi tăng nhiệt độ cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch; khinhiệt độ giảm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận

- Dựa vào phơng trình về mối quan hệ giữa KP và H0 ta tính đợc :  H0 = -11,47 kJ  phản ứng theo chiều thuận là toả nhiệt vậy dự đoán trên là đúng

5 Người ta đun núng một lượng PCl5 trong một bỡnh kớn thể tớch 12 lit ở 2500C:PCl5 (k)  PCl3(k) + Cl2(k)

Lỳc cõn bằng trong bỡnh cú 0,21 mol PCl5, 0,32 mol PCl3; 0,32 mol Cl2 Tớnh hằng số cõn bằng KC, KP và  G0

của phản ứng

ĐS: K C =0,0406; K P = 1,741 ; G 0 = -2410,9 J/mol

6 Trong một bỡnh kớn dung tớch 10 lit cú 0,5 mol H2 và 0,5 mol I2 phản ứng với nhau ở 4480C: H2(k) + I2 (k)  2HI(k) Hằng số cõn bằng KC = 50 Tớnh:

ĐS: a) 50; b) 5,9122 atm ; c) 0,111 mol; d) P H2 = P I2 = 0,656 atm ; P HI = 4,599 atm

7 ở 817 0C hằng số cõn bằng KP của phản ứng giữa CO2 và C( r ) núng đỏ, dư để tạo thành CO là 10 Xỏc định:

a) Phần mol của cỏc khớ trong hỗn hợp lỳc cõn bằng khi ỏp suất chung bằng 4 atm

b) ỏp suất riờng của CO2 lỳc cõn bằng

c) ỏp suất chung của hỗn hợp sao cho lỳc cõn bằng CO2 chiếm 6% về thể tớch

a) KP = 10 => x = 0,62 => x CO2 = 0,235; xCO = 0,765 ; b) PCO2 = 0,94 atm ; c) P = 0,677 atm

8 Phản ứng dưới đõy đạt đến cõn bằng ở 109K với hằng số cõn bằng Kp = 10: C (r) + CO2 (k)   2CO (k)a) Tỡm hàm lượng khớ CO trong hỗn hợp cõn bằng, biết ỏp suất chung của hệ là 1,5atm

b) Để cú hàm lượng CO bằng 50% về thể tớch thỡ ỏp suất chung là bao nhiờu?

Giải: (a) C + CO2   2CO n

ĐS: Độ chuyển húa α = 0,5; n H2O = 99 mol

HD:

a) K1 = PCO2 = 0,2 (atm);

Từ PV = nRT với R = 0,082→ Số mol CO2 = 0,05 và số mol CO = 0,16

Gọi số mol CaCO3 và C đã phản ứng là x và y

CaCO3   CaO + CO2 và C + CO2   2CO

Ta có: x – y = 0,05 và 2y = 0,16 → x = 0,13 và y = 0,08

Số mol: CaCO3 = 0,87; CaO = 0,13; C = 0,92; CO2= 0,05; CO = 0,16

b) Khi CaCO3 phân huỷ hoàn toàn thì x’ = 1 → số mol CO2 = 1 – x’

ta có: 0,2V = (1 – y’)RT và 0,63V = 2y’RT Giải 2 phương trình cho V = 174 lít

Vậy khi thể tích tăng, áp suất chung giảm thì cân bằng chuyển dịch theo chiều làm tăng áp suất, tức là theo chiểu tạo

ra khí CO2.(kết quả phù hợp nguyên lý Le Chaterlier)

11 Cho phản ứng: 2SO2 (k) + O2 (k)   2SO3 (k) ∆H = - 198 kJ

Cho 10,51 mol khí SO2 và 37,17 mol không khí (20%V là O2 còn lại là N2) có xúc tác là V2O5 Thực hiện phản ứng ở 4270C, 1 atm thì phản ứng đạt hiệu suất 98% Tính hằng số cân bằng KC, KP của phản ứng ở 4270C.HD: nO2 bđ = 7,434 (mol), nN2 bđ = 29,736 (mol)

2SO2 (k) + O2   2SO3 (k) ∆H = - 198 kJ

Ban đầu: 10,51 (mol) 7,434 (mol) 0

Lúc phản ứng: 10,3 (mol) 5,15 (mol) 10,3 (mol)

Lúc CB: 0,21 (mol) 2,284 (mol) 10,3 (mol)

Šsố mol hỗn hợp ở TTCB = 0,21 + 2,284 + 10,3 + 29,736 = 42,53 (mol)

Pi = xi.P = xi.1 = xi

(R = 0,082, T = 427 + 273 = 7000K, ∆n = -1)

12 Cho cân bằng hóa học sau: N2O4 (k) ⇌ 2NO2 (k) (1)

Thực nghiệm cho biết khối lượng mol phân tử trung bình của hai khí trên ở 35oC bằng 72,45 g/mol và ở 45oC bằng 66,80 g/mol

a) Tính độ phân li của N2O4 ở mỗi nhiệt độ trên?

b) Tính hằng số cân bằng KP của (1) ở mỗi nhiệt độ trên? Biết P = 1 atm

c) Cho biết theo chiều nghịch, phản ứng thu nhiệt hay tỏa nhiệt?

HD: Xét cân bằng: N2O4 (k) ⇌ 2NO2 (k) (1)

a) Gọi a là số mol của N2O4 có trong 1 mol hỗn hợp  số mol NO2 trong 1 mol hỗn hợp là (1 - a) mol

*Ở 450C có M = 66,80 g/mol = 92a + 46(1 - a)  a = 0,4521mol = nN2O4 và nNO2 =

khi nhiệt độ tăng cân bằng dịch chuyển theo chiều thuận Vậy theo chiều thuận phản ứng thu nhiệt, nên theo chiều nghịch phản ứng tỏa nhiệt

13 Tính xem có bao nhiêu % chất ban đầu (N2 + 3H2 ) đã chuyển thành amoniac, nếu phản ứng được thực hiện ở 500 atm ,1000atm và nhận xét kết quả với nguyên lí chuyển dịch cân

=> áp suất tăng cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm áp suất của hệ

14 Xét phản ứng tổng hợp amoniac : N2 (k) + 3H2 (k) ⇄ 2NH3 (k)

khi áp suất hệ bằng 500 atm và bằng 1000 atm

b) Các kết quả tính được có phù hợp với nguyên lý chuyển dời cân bằng hóa học hay không?

N2 (k) + 3H2 (k) ⇄ 2NH3 (k)

-Tại 500 atm, (*)  14,1h2 - 28,2h + 10,1 = 0 với h ≤ 1 → h = 0,467 , vậy hiệu suất phản ứng bằng 46,7%-Tại 1000 atm, (*)14,1h2 - 28,2h + 10,1 = 0 với h ≤ 1 → h = 0,593 , vậy hiệu suất phản ứng bằng 59,3%

=> h = 0,593 , vậy hiệu suất phản ứng bằng 59,3%

b) Khi áp suất tăng, hiệu suất phản ứng tổng hợp NH3 tăng Điều này phù hợp với nguyên lý chuyển dời cân bằng Khi tăng áp suất, cân bằng chuyển dòi theo chiều làm giảm số phân tử khí (với phản ứng tổng hợp NH3 làchiều thuận)

15 Có cân bằng: N2O4 (K) ⇄ 2NO2 (K) Cho 18,4gam N2O4 vào bình dung tích là 5,904 lít ở

nguyên lý của Le Chatelier không ?

2

2 P

Vậy: Khi áp suất của hệ xuống thì cân bằng dịch chuyển sang phía làm tăng áp suất của

hệ lên, nghĩa là sang phía có nhiều phân tử khí hơn (phù hợp nguyên lý)

16 Cân bằng: N2O4(k) ⇄ 2NO2(k) nhận được xuất phát từ a mol N2O4 Gọi α là độ phân li của N2O4

17 Nung FeS2 trong không khí, kết thúc phản ứng thu được một hỗn hợp khí có thành phần: 7% SO2; 10% O2;83% N2 theo số mol Đun hỗn hợp khí trong bình kín (có xúc tác) ở 800K, xảy ra phản ứng:

Ban đầu: 7 10 0 (mol)

b) Nếu áp suất tăng 2 lần tương tự có: 7- x’ = 0,300 5 10 2 = 0,0548 → x’ = 6,9452

→độ chuyển hoá SO2 → SO3: (6,9452 100)/7 = 99,21%

Kết quả phù hợp nguyên lý Lơsatơlie: tăng áp suất phản ứng chuyển theo chiều về phía có số phân tử khí ít hơn

18 Haber là một trong số các nhà hoá học có đóng góp quan trọng vào phản ứng tổng hợp amoniac từ khí hiđro

và nitơ

Trong TN1 tại 472 oC, Haber và cộng sự thu được [H2] = 0,1207M; [N2] = 0,0402M; [NH3] = 0,00272M khi hệphản ứng đạt đến cân bằng

Trong TN2 tại 500 oC, người ta thu được hỗn hợp cân bằng có áp suất riêng phần của H2 là 0,733 atm; của N2

là 0,527 atm và của NH3 là 1,73.10-3 atm

a Phản ứng: 3H2(k) + N2(k)    2NH3 (k) tỏa nhiệt hay thu nhiệt? Tại sao?

b Nếu trong TN1, sau khi đạt tới cân bằng hóa học, thể tích bình phản ứng bị giảm một nửa thì sẽ diễn ra quá

(0,00272 2)(0,1207 2) (0,0402 2) = 2,62.10

-2 < Kc  cân bằnghoá học chuyển dời sang phải để Qc tăng tới Kc

19 Đối với phản ứng thuận nghịch pha khí 2 SO2 + O2    2 SO3

a Người ta cho vào bình kín thể tích không đổi 3,0 lít một hỗn hợp gồm 0,20 mol SO3 và 0,15 mol SO2 Cânbằng hóa học được thiết lập tại 250C và áp suất chung của hệ là 3,20 atm Hãy tính tỉ lệ oxi trong hỗn hợp cânbằng

b Ở 250C, người ta chỉ cho vào bình trên khí SO3 Ở trạng thái cân bằng hóa học thấy có 0,105 mol O2.Tính tỉ lệ

SO3 bị phân hủy, thành phần hỗn hợp khí và áp suất chung của hệ

Trạng thái cbhh được xét đối với (1) và (2) như nhau về T (và cùng V) nên ta có :

Giải pt này ta được y1 = 0,369; y2 = 0,0515 < 0,105 (loại nghiệm y2)

Do đó ban đầu có y = 0,369 mol SO3; phân li 0,21 mol nên tỉ lệ SO3 phân li là 56,91%

Tại cbhh tổng số mol khí là 0,369 + 0, 105 = 0,474 nên: SO3 chiếm ( 0,159 / 0,474).100% = 33,54%;

SO2 chiếm ( 0,21 / 0,474).100% = 44,30%; O2 chiếm 100% - 33,54% - 44,30% = 22,16%

Từ pt trạng thái: P2V = n2RT → P2 = n2 RT/ V = 0,474.0,082.298/3 → P 2 = 3,86 atm.

20 Đối với phản ứng: C(r) + CO2(k)    2CO(k) (1)

Trạng thái cân bằng được xác định bởi các dữ kiện sau

Đối với phản ứng 2CO2(k)   2CO(k) + O2(k) (2) Hằng số cân bằng ở 9000C bằng 1,25.10-16atm

Tính H, S ở 9000C đối với phản ứng (2), biết nhiệt tạo thành ở 9000C của CO2 bằng -390,7kJ/mol

HD: Chấp nhận khí là khí lí tưởng, áp suất của các khí trong hệ (1) là

21 Cho cân bằng hóa học: CH3OH(k) + H2O(k)     3H2(k) + CO2(k) (1)

Entanpi và năng lượng tự do Gibbs tại 374K có giá trị ∆H0

374K = + 53kJ/mol và ∆G0

374K = -17 kJ/mol

Cho vào bình phản ứng 1 mol metanol và 1 mol nước có mặt chất xúc tác Duy trì nhiệt độ và áp suất trong bìnhkhông đổi là 374K và 105Pa

a) Tính hằng số cân bằng (ghi rõ đơn vị nếu có) của phản ứng tại nhiệt độ 374K

b) Khi hệ đạt trạng thái cân bằng, tính phần trăm metanol đã chuyển hóa thành H2

Tổng số mol khí trong bình ở trạng thái cân bằng là 2.(1 + x)

Đặt a = x2 ta có a > 0 và x >0 (do phản ứng diễn ra theo chiều thuận)

TN 2: Làm giống thí nghiệm 1 nhưng cho thêm vào bình 1 mol khí agon và vẫn duy trì nhiệt độ là 525K.

TN 3: Khi cân bằng ở thí nghiệm 2 được thiết lập nguời ta vẫn duy trì nhiệt độ của bình là 525K nhưng tăng

dung tích của bình lên sao cho áp suất cân bằng là 2atm

Tính số mol PCl5 và Cl2 khi cân bằng trong mỗi thí nghiệm

*TN2:Thêm Ar vào ở T, V không đổi nên áp suất riêng phần của từng chất và hằng số Kp không đổi Cân bằng

không chuyển dịch, kết qủa giống thí nghiệm 1

2 Cho a (mol) NaHCO3 vào bình chân không dung tích 22,4 Lít Khi cân bằng ở 47oC đo được

P = 30,0 mmHg Tính Kp , Kc của phản ứng và số mol tối thiểu NaHCO3 cần có trong bình để đạt được áp suất30,0 mmHg

3 Tính ΔGGo, ΔGSo của phản ứng ở 47oC, coi ΔGHo, ΔGSo là hằng số

HD:

1 Thiết lập phương trình Kp = f(P)

Vì Áp suất của hệ lúc cân bằng là P, lúc đầu trong bình chỉ có tinh thể NaHCO3

Theo phương trình phản ứng, lúc cân bằng trong hệ chỉ có CO2 và H2O ở trạng thái khí và hơi nên :

2NaHCO3 ( r ) ⇌ Na2CO3( r ) + CO2 (k) + H2O ( k ) Cân bằng P/2 P/2

Hằng số cân bằng Kp của phản ứng ở nhiệt độ 1727oC và 727oC lần lượt là : 4,237.10-6 và 4,90.10-11 Tính H o

của phản ứng, coi H o là hằng số đối với nhiệt độ

2 Tính KP của phản ứng sau ở 727oC : 2HI(k) + Cl2(k) ⇌ 2HCl(k) + I2(k)

Cho biết : 2HI (k)   H2(k) + I2(k) ; KP = 3,8.10-2 ở 727oC

HD: 1 Tính H o của phản ứng, coi H o là hằng số đối với nhiệt độ :

6 2

1 Tính áp suất riêng phần của các khí lúc cân bằng

2 Cho 1 mol Fe , 1 mol C(gr) ; 1,2 mol CO2 vào bình chân không dung tích 20,0 lít ở 1020K Tính số mol các chất lúc cân bằng

HD: 1 Tính áp suất riêng phần của các khí lúc cân bằng

Phản ứng x x 2x

Cân bằng (1 – x) (1,2-x-y) (2x +y)

Fe(tt) + CO2(k)   FeO( r ) + CO (k)  K’p = 1,25Ban đầu 1 1,2 0 0 Phản ứng y y y y

Cân bằng (1 – y) (1,2-x-y) y (2x+y)

Tổng số mol khí lúc cân bằng : n = (1,2-x-y) + (2x+y) = 1,2 + x

 1,2 + x = (3, 2 2,56).20 1,377

0,082.1020

PV

mol RT

3, 2.20

0,7650,082.1020

Vậy : n( C ) = 1 – x = 0,823 mol ; n ( Fe ) = 1 – y = 0,589 mol

26 : Ở 1000K, hằng số cân bằng của phản ứng : Fe3O4 ( r ) + CO ( k )   3FeO ( r ) + CO 2 ( k ) bằng 1,1.Người ta cho 100 gam Fe3O4 và 1 mol CO vào 1 bình phản ứng 10 lít rồi nung nóng lên 1000K

1 Tính thành phần của pha khí khi hệ không diễn biến nữa

2 Tính áp suất riêng phần của mỗi khí theo bar

R = 0,082atm.L K-1.mol-1 ; Fe = 56

HD: 1 Tính thành phần của pha khí khi hệ không diễn biến nữa

Giả sử trong bình phản ứng có cân bằng : Fe3O4 ( r ) + CO ( k )   3FeO ( r ) + CO 2 ( k ) Kp = 1,1

Ta có :

2

2 2

1,1

4,33,9

8, 210

CO P

CO

CO

CO TQ

P K

Điều này không hợp lý vì ta chỉ cho vào bình 100 0, 431

232 mol Fe3O4 < n(CO2) = 0,5244 molPhản ứng đã ngừng lại trước khi hệ đạt tới trạng thái cân bằng do thiếu Fe3O4

n(Fe3O4) = 0 ; n(CO2) = 0,431 mol ; n(CO) = 1 – 0,431 = 0,569 mol ; n(FeO) = 3.0,431 =1,293 mol

2.Tính áp suất riêng phần của mỗi khí theo bar

27 (ĐXDHBB BN-2014):Trong một hệ có cân bằng 3 H2 + N2   2 NH3(*) được thiết lập ở 400 K người

ta xác định được các áp suất phần sau đây: pH2= 0,376.105 Pa , pN2 = 0,125.105 Pa , pNH3 = 0,499.105 Pa

1 Tính hằng số cân bằng Kp và ΔGG0 của phản ứng (*) ở400 K

2 Tính lượng N2 và NH3, biết hệ có 500 mol H2.

3 Thêm 10 mol H2 vào hệ này đồng thời giữ cho nhiệt độ và áp suất tổng cộng không đổi Bằng cách tính, hãy cho biết cân bằng (*) chuyển dịch theo chiều nào?

4 Trong một hệ cân bằng H2/N2/NH3 ở 410 K và áp suất tổng cộng 1.105 Pa, người ta tìm được: Kp = 3,679.10-9 Pa-2, nN2 = 500 mol , nH2 = 100 mol và nNH3 = 175 mol Nếu thêm 10 mol N2 vào hệ này đồng thời giữ cho nhiệt độ và áp suất không đổi thì cân bằng chuyển dịch theo chiều nào?

Cho: Áp suất tiêu chuẩn P0 = 1,013.105 Pa; R = 8,314 JK-1mol-1; 1 atm = 1,013.105 Pa

HD: