C r O2( )k O2( )k 22
5) Việc thêm các khí hoạt động vào hệ.
- Trường hợp 1:T, V = const:=> cân bằng chuyển dịch về phía chất phản ứng được đưa vào bị tiêu thụ
- Trường hợp 2: T, P = const: :=> cân bằng chuyển dịch phụ thuộc vào tỉ số hợp thức của phản ứng và vào tính chất (chất phản ứng hay sản phẩm) của cấu tử cho thêm vào và vào trạng thái của hệ trước nhiễu loạn; cần phải khảo sát dấu của dQ/Q=i. dni / ni - .dn / n = dni ./n.xi .(i/ -xi )
Áp dụng:
CÂU 1- Xác định ảnh hưởng khi thêm hiđro hay nitơ hay amoniac ở áp suất và
nhiệt độ không đổi đối với sự tổng hợp amoniac: N2 (k) + 3H2 (k) ⇄ 2NH3 (k)
vpu(k) = -2
CÂU 2- Thuỷ ngân (II) oxit HgO, phân huỷ thành thuỷ ngân và oxi theo:
2HgO (kt) ⇄ Hg (k) + O2(k)
Một khối lượng m thuỷ ngân (II) oxit được đưa vào một bình chứa chân khơng có thể tích khơng đổi V=1,00l, sau đó được đưa lên 500oC. Ở cân bằng, áp suất toàn phần bằng p = 3,90 bar.
Một hệ chứa HgO (kt), Hg (k) và O2(k) ở cân bằng. Xác định tiến triển của hệ này sau khi đưa thêm vào cân bằng ở nhiệt độ và thể tích khơng đổi:
b) Oxi
c) Thuỷ ngân lỏng dư thừa (ở cân bằng, hệ chứa thuỷ ngân lỏng và thuỷ ngân khí).
CÂU 3- Các cân bằng (A), (B), (C), (D) và (E) sau đây được thực hiện bằng cách
cho vào từng bình phản ứng chỉ các chất phản ứng theo các tỷ lệ hợp phức: (A) CO (k) + 2H2 (k) ⇄ CH3OH (l) H0 pu < 0 (B) 2CO2 (k) ⇄ O2 (k) + 2CO (k) H0 pu > 0 (C) Fe3O4 (r)+H2(k)⇄3FeO(r)+H2O(k) H0 pu>0 (D) 2CaC2(r)+3O2(k)⇄2CaO(r)+4CO(k) H0 pu<0 (E) 2N2O5 (k) ⇄ 4NO2 (k) + O2 (k) H0 pu> 0 Xác định ảnh hưởng đối với các cân bằng này:
a) Của sự tăng đẳng áp của nhiệt độ; b) Của sự tăng đẳng nhiệt của áp suất; c) Của việc cho vào một cấu tử khí trơ:
) Ở nhiệt độ và thể tích khơng đổi; ) Ở nhiệt độ và áp suất không đổi.
CÂU 4- Trong ba hệ, trạng thái cân bằng thu được trong từng bình phản ứng bằng
việc cho vào chỉ các chất phản ứng theo các tỉ lệ bất kỳ: Hệ 1: CH4 (k) + O2 (k) ⇄ CO2 (k) + 2H2 (k); Hệ 2: CO2 (k) + 3H2 (k) ⇄ CH3OH (k) + H2O (k) Hệ 3: CH4 (k) + CO2 (k) ⇄ 2CO (k) + 2H2 (k); Xác định ảnh hưởng đối với các cân bằng đó:
a) Của sự tăng áp suất đẳng nhiệt.
b) Của việc đưa vào, ở nhiệt độ và áp suất khơng đổi, một cấu tử trơ ở thể khí.
c) Của việc đưa vào, trong mỗi một hệ này, hoặc hiđro, hoặc cacbon đioxit:
) Ở nhiệt độ và thể tích khơng đổi. ) Ở nhiệt độ và áp suất không đổi.
CÂU 5- Xét cân bằng sau: PCl5 (k) ⇄ PCl3 (k) + Cl2 (k) 1) Giả định là hệ kín, hãy chỉ ra ảnh hưởng:
a) Của sự tăng áp suất đẳng nhiệt. b) Của sự tăng nhiệt độ đẳng áp
c) Của sự đưa vào đẳng nhiệt và đẳng áp của:
) Cl2 hay PCl3 ; ) PCl5 ; ) một khí trơ
2) Xác định hằng số cân bằng ở 500K.
3) Dưới áp suất không đổi p = 3,0 bar và ở 500K, trộn 0,1mol Cl2, 0,4mol PCl3 và 0,15 mol PCl5.
a) Hệ chuyển dịch theo chiều nào ? b) Xác định thành phần của hệ ở cân bằng.
Cấu tử Cl2 (k) PCl3 (k) PCl5 (k)
H0
pu (kJ.mol-1) 0 -287,0 -374,9
BÀI TẬP ÁP DỤNG CHƢƠNG IV
Bài 1: Khí NO kết hợp với hơi Br2 tạo ra 1 khí duy nhất trong phân tử chỉ có 3 nguyên tử.
a) Viết PTHH xảy ra.
b) Khi cân bằng đã được thiết lập, cân bằng đó sẽ dịch chuyển như thế nào nếu:
-Tăng lượng khí NO -Giảm lượng hơi Br2 -Thêm khí N2 vào hệ mà:
V=const P=const
Đáp số: a) 2NO+ Br2 2NOBr
-Cân bằng chuyển theo chiều thuận -Cân bằng chuyển theo chiều nghịch
-P=const: Cân bằng chuyển theo chiều nghịch -V=const: Cân bằng không chuyển dịch. Bài 2: 1. Cho cân bằng: N2O4(k) 2NO2(k)
a) Lấy 18,4 g N2O4 vào bình dung tichs5,904 l ở 27oC. Lúc cân bằng áp suất khí trong bình là 1 atm. Tính áp suất riêng phần của N2O4, NO2 ở trạng thái cân bằng.
b) Nếu giảm áp suất hệ cân bằng xuống cịn 0,5 atm thì áp suất riêng phần của N2O4, NO2 là bao nhiêu? Kết quả có phù hợp với ng lí Le Chatelier khơng?
Đáp số: a) [NO2]= 1
3atm;[N2O4]= 2 3 atm b) [NO2]= 0,217atm;[N2O4]= 0,283atm
Bài 3: Cho phản ứng : 2A(k) + B(k) 2E(k) ∆Ho
>0
Tại 25oC, cân bằng đã được thiết lập. Hỏi cân bằng đó sẽ chuyển dịch như thế nào nếu:
a) Tăng lượng A b) Giảm lượng B
c) Giảm nhiệt độ
Đáp số: a) Cân bằng chuyển theo chiều thuận
b) Cân bằng chuyển theo chiều nghịch c) Cân bằng chuyển theo chiều nghịch
Bài 4: NH3 được tổng hợp theo phản ứng: N2 + 3H2 2NH3
Dùng bảng số liệu sau, tính ∆Go của phản ứng ở 25oC: N2 H2 NH3 ∆Ho 298,tt(KJ/mol) 0 0 -46,19 So298(J/Kmol) 191,49 130,59 192,51 Giả sử ∆Ho
, So của phản ứng không đổi với nhiệt độ. -Ở nhiệt độ nào thì phản ứng ở đk chuẩn đổi chiều? -Để có hiêu suất NH3 cao cần tăng hay giảm áp suất?
Đáp án: a) T>466K b) Tăng áp suất.
Bài 5: Cho cân bằng 2NO2(k) N2O4(k) ∆H =-58,04kJ Cân bằng sẽ dịch chuyển như thế nào nếu:
a) Tăng áp suất chung của hệ
b) Thêm khí trơ Ar trong 2 trường hợp: -P=const
-V=const c) Thêm xúc tác.
Đáp án: a) Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.
b)- P=const: Cân bằng chuyển theo chiều nghịch. - V=const: Cân bằng không chuyển dịch.
c) Cân bằng không chuyển dịch.
Bài 6 : Tính hằng số cân bằng Kp ở 325oC của phản ứng : NO(k) + 1
2 O2(k) NO2(k) Biết ∆Ho
=-56,484 kJ và Kp=1,3.106 ở 25oC. Chứng tỏ sự phụ thuộc của cân bằng hóa học vào nhiệt độ theo ngun lí chuyển dịch cân bằng của Le Chatelier.
Đáp án: Kp(325)=14. Điều này phù hợp với nguyên lí Le Chatelier, khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch.
Bài 7: Ở nhiệt độ cao Fe bị H2 khử theo phản ứng:
FeO + H2 Fe + H2O
a) Cho 1 mol Fe phản ứng với 1 mol H2 ở 1000K. Tính % FeO đã phản
ứng khi hệ cân bằng, ở nhiệt độ này K=0,52.
b) Nếu dùng 1 mol Fe và 2,63 mol H2 thì cân bằng ở 1000K có bao nhiêu % FeO đã phản ứng? So sánh với câu a xem có phù hợp với ngun lí Le Chatelier không?
Đáp án: a) 34,2%FeO phản ứng.
b) 90%FeO phản ứng.
Bài 8: Tại 820oC, hằng số cân bằng của phản ứng:
CaCO3(r) CaO(r)+CO2(k) K1=0,2 C(r)+ CO2(k) 2CO(k) K2=2
1) Trong bình chân khơng có dung tích 22,4 l ở 820oC, người ta cho 1 mol CaCO3 và 1 mol C. Xác định thành phần hệ ở trạng thái cân bằng.
2) Phải tăng V bình lên bao nhiêu thì CaCO3 phân hủy hoàn toàn?
Đáp án: a) Tại cân bằng, 3 CaCO n =0,95 mol; 2 CO
n =0,012 mol; nCaO=0,05 mol; nC=0,962 mol; nCO=0,076 mol.
b) V=448,13 l.
Bài 9: Cho 1 mol PCl5(k) vào bình chân khơng, thể tích V. Đưa nhiệt độ bình lên
525 K. Khi đó có cân bằng
PCl5 PCl3+Cl2 Kp=1,85 Áp suất tại cân bằng là 2 atm.
a) Tính số mol từng chất tại cân bằng.
b) Cho 1 mol PCl5 và 1 mol khí He vào bình như trên rồi tăng nhiệt độ lên 525 K. Tính số mol các khí tại cân bằng. Nhận xét kết quả thu được, điều này có phù hợp với ngun lí Le Chatelier không?
c) Lặp lại TN nhưng thay đổi V để tại cân bằng áp suất khi đó là 2 atm. Tính số mol các khí cân bằng. Điều này có phù hợp ngun lí Le Chatelier khơng? Đáp án: a) Tại cân bằng: 5 PCl n =0,307 mol; 3 PCl n = 2 Cl n =0,693 mol b) 5 PCl n = 0,31 mol; 3 PCl n = 2 Cl n =0,69 mol c) 5 PCl n =0,231 mol; 3 PCl n = 2 Cl n =0,769 mol Bài 10: Cho phản ứng:
H2+I2 2HI ở 1 nhiệt độ có K=35.