Hóa học 10 bài 38 cân bằng hoá học bài giảng

- Đặc điểm + Ở cùng điều kiện phản ứng nhiệt độ, p thì phản ứng có thể xảy ra theo hai chiều: thuận và nghịch + Dù xuất phát từ các chất đầu hay các sản phẩm , cuối cùng người ta cũng th

Định nghĩa pư thuận nghịch?

Ta có: Xét PƯ giữa H 2 và I 2 người ta đã xác định đc

Vậy đặc điểm của pu là gì?

- Đặc điểm

+ Ở cùng điều kiện phản ứng (nhiệt độ, p) thì phản ứng có thể xảy ra theo hai chiều: thuận và nghịch + Dù xuất phát từ các chất đầu hay các sản phẩm , cuối cùng người ta cũng thu được một kết quả: tỉ

lệ số mol giữa các chất là cố định.

+ Nếu điều kiện phản ứng không thay đổi thì dù

kéo dài phản ứng đến bao lâu trạng thái cuối

cùng của hệ vẫn giữ nguyên Người ta nói hệ

phản ứng đã đạt đến trạng thái cân bằng hoá học

VD KClO 3 KCl + 3/2O 2

- Là PƯ chỉ xảy ra theo 1 chiều nhất định ở đk xác định,

lượng sản phẩm vượt xa nhiều với chất tham gia

- Trong q.trình PU thành phần của hệ thay đổi nên ∆G

của hệ thay đổi, giảm dần khi đạt giá trị cực tiểu thì hệ cân bằng và ∆G= 0

- Vậy đặc điểm của pư BTN là?

- Đặc điểm

+ Chỉ xảy ra theo một chiều nhất định: các chất đầu

phản ứng với nhau để tạo thành sản phẩm

+ Phản ứng được thực hiện đên cùng nghĩa là cho đến khi tất cả các chất phản ứng đều chuyển thành sản

phẩm

1.2 Cân bằng bền - Cân bằng giả bền

a Cân bằng bền:

-Một hệ hoá học ở CBB khi hệ không thay

đổi theo thời gian, trạng thái của nó không thay đổi nhiều khi có tác động nhỏ bên

ngoài và nếu quay trở lại trạng thái ban

đầu thỡ thành phần của hệ đ ợc khôi phục

b.Cân bằng giả bền:

- ở nhiệt độ th ờng, hỗn hợp H2 và Cl2 ở TTCB, thay đổi về P không ảnh h ởng nh ng nếu

*.Độ chuyển hóa

Số mol chất đã chuyển hoá

Số mol chất ban đầu

=

α ≤ 1α: độ điện ly, độ thuỷ phân, độ phân huỷ

α

Ví dụ CH3COOH CH3COO- + H+

1mol CH3COOH thì có 0,05 mol bị phân ly thành ion

Vậy độ chuyển hoá ứng với độ điện ly là 5%

Phản ứng N2O4 2NO2

2 Hằng số cân bằng.Mối quan hệ giữa K P , K C , K N , K n 2.1 Hằng số cân bằng

A + RT ln PA) - b(G0

B + RT lnPB)

G0 là biến đổi năng lượng tự

do ở điều kiện chuẩn(J/mol)

R = 8,314J/mol.K

∆G = 0 → ∆G0 = - RT ln Kp

b B

a A

d D

c C

P P

- Nếu G0 < 0 thì KP > 1 và KP càng tăng nếu G0 càng âm

dương

không trọn vẹn và lúc cân bằng nồng độ sp tương đối

Lúc phản ứng đạt trạng thái cân bằng thì KC =?

∆G 0 = - RT ln KC

→ KC =

G0 là biến đổi năng lượng tự

do ở điều kiện chuẩn(J/mol)

R = 8,314J/mol.K

KC HSCBNồng độ có đơn vị bằng mol/l

0

G RT

e





2.2 Mối quan hệ giữa K P , K C , K N , K n

aA(k) + bB(k) cC(k) + dD(k)

KP là HSCB của phản ứng khi biểu diễn thành phần

các chất theo áp suất riêng phần của chúng

KN là HSCB của phản ứng khi biểu diễn thành phần các chất theo nồng độ phần mol của chúng.

D A

c d C

B

N N K

N N



D A

c d C

B

n n K

n n



Kn là HSCB của phản ứng khi biểu diễn thành phần

các chất theo số mol của chúng

a Mối liên hệ giữa KP và KC

Xét PU aA(k) + bB(k) cC(k) + dD(k)

- Gọi PA, PB, PC, PD lần lượt là áp suất riêng phần của các khí A, B, C, D có thể xem như khí lý tưởng lúc cân bằng nA, nB, nC, nD, lần lượt là số mol của A, B,

C, D hiện diện trong thể tích V của hệ phản ứng

VD FeO(r) + CO(k) Fe(r) + CO2(k).

Phản ứng này có:

A n = 1-1 = 0; B n = 2-2 = 0;

C n > 0; D n < 0

b Mối liên hệ giữa KP và KN

- Xét PU aA(k) + bB(k) = cC(k) + dD(k)

- Gọi P là áp suất của hỗn hợp khí lúc cân bằng; NC,ND,

NA , NB lần lượt là nồng độ phần mol của A, B, C, D lúc cân bằng

- Qua nghiên cứu KP, KC, KN, Kn các em hãy nhận xét: các hằng số cân bằng này phụ thuộc vào những yếu

* K n ngoài sự phụ thuộc vào bản chất của các chất tham gia và nhiệt độ còn phụ thuộc vào áp suất chung, số mol của hỗn hợp lúc cân bằng

* Khi tổng số phần tử khí của hai vế bằng nhau (n = 0) thỡ

Kp = Kc = K N = K n Trong tr ờng hợp này đối với một phản ứng đã cho, các HSCB chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ.

* Đ ối với PƯ dị thể, trạng thái CB chỉ phụ thuộc vào pha khí hoặc lỏng, không phụ thuộc vào pha rắn

1)N2(K) + O2(K) 2NO(K) 2) N2O4(K) 2NO2 (K)3) 2CO(K) + O2(K) 2CO2(K)4) 3H2(K) + N2(K) 2NH3(K) 5) H2(K) + Cl2(K) 2HCl(K)Phản ứng nào có KP = KC= KN?

3 Một số phương pháp xác định hằng số cân bằng

a Xác định hằng số cân bằng theo nồng độ (hoặc áp suất )của các chất ở lúc cân bằng.

- Nếu biết nồng độ ban đầu của các chất tham

gia thì chỉ cần xác định nồng độ của một trong các chất tham gia hoặc tạo thành ở lúc cân

bằng là đủ để tính được nồng độ của các chất còn lại ở lúc cân bằng bằng cách dựa vào

Giải HCOOH + CH3OH HCOOCH3 + H2O

t = 0 2mol 2mol 0 0Phản ứng 1,5mol 1,5mol 1,5mol 1,5molCân bằng 0,5mol 0,5mol 1,5mol 1,5mol

C 0,5/V 0,5/V 1,5/V 1,5/V Với V là thể tích chung của hỗn hợp

Vì ∆n = 0 → Kp = Kc = 9

���

���

b Xác định hằng số cân bằng dựa vào các dữ kiện nhiệt động hoá học







∆H0298 = -241,83 - 110,52 + 393,51 = - 41,16 KJ

∆S0298 = 183,72 + 197,91 - 214,64 - 130,59 = 42,4 J/K

∆G0 = ∆H0298 - 298.∆S0298 = 41160 - 298.42,4 = - 53795,2 J

H2(K) + CO2(K) H2O(K) + CO (K)

c Xác định hằng số cân bằng của phản ứng theo hệ

số cân bằng của các phản ứng đã biết

4 Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng

4.1 Ảnh hưởng của nồng độ

• Xét phản ứng aA + bB cC + dD

• Khi cân bằng const ở T = const

• Như vậy khi 1 hệ đang ở trạng thái CB mà ta thay đổi nồng độ của chất thì CB chuyển dịch theo chiều chống lại sự tăng đó

d D

c C

C C

C C

Kc

Ví dụ: xét PƯ thuận nghịch sau

FeCl3 + 3KSCN Fe(SCN)3 + 3KCl

Không màu màu đỏ máu

Khi CB được thiết lập thì ta có

- nếu thêm FeCl3 hoặc KSCN vào hỗn hợp lúc cb thì ta thấy cb bị phá vỡ và chuyển dịch sang bên phải làm cho màu đỏ của dd đậm lên hay nói cách khác là làm tăng nồng độ các chất sp

- Nếu thêm KCl vào hỗn hợp lúc cb thì ta thấy cb bị phá

vỡ và chuyển dịch sang bên trái làm cho màu đỏ của

dd giảm dần hay nói cách khác là làm tăng nồng độ các chất tg

Khi trộn 1 mol C2H5OH với 1mol CH3COOH và để cho phản ứng xảy ra ỏ nhiệt độ thường Lúc cân bằng thấy

có 2/3 mol este đã tạo thành Nếu người ta trộn 3 mol

C2H5OH với 1mol CH3COOH thì bao nhiêu mol este

sẽ tạo thành lúc cân bằng Cho rằng thể tích của hệ là

- Nếu cho hằng số cân bằng ở nhiệt độ T1 và hiệu ứng nhiệt của phản ứng thì ta có thể tìm được hằng số cân bằng ở nhiệt độ T2

)

1

1 (

ln

2 1

0

1

2

T T

R

H K

nhiệt độ này là - 42676,8 J/mol

4.3 Ảnh hưởng của P

aA + bB → cC + dD

∆G = ∆G0 + RT ln KP = ∆G0 + RT ln KN.P∆n

ở T = const thì ∆G chỉ phụ thuộc vào P

Như vậy khi ta tăng áp suất của hệ thì cb

chuyển dịch theo chiều nào?và ngược lại?

4.4 Nguyên lý chuyển dịch cb Lơ satơlie

- Nếu một hệ đang ở trạng thái cân bằng mà ta thay đổi một trong các thông số trạng thái của

hệ (P, T, C) thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo

4.5.­ứng dụng của hiện tượng chuyển dịch cb