Bài giảng Hóa học đại cương: Chương 2 - Động học và cân bằng

Bài giảng Hóa học đại cương: Chương 2 - Động học và cân bằng trình bày các nội dung kiến thức về: Khái niệm; Điều kiện động học để phản ứng; Các yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng; Cân bằng hóa học; Hằng số cân bằng và phương; Sự chuyển dịch cân bằng và các yếu tố ảnh hưởng;... Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng tại đây.

I Khái niệm

1.Tốc độ phản ứng:

- Là đại lượng được xác định bằng biến thiên nồng

độ trong 1 đơn vị thời gian

C v

- Đơn vị: mol/l.phút; mol/l.s; mol/l.h

A ĐỘNG HỌC

- Là phần đồng thể của hệ có tính chất lý học

và hóa học như nhau

- Dấu hiệu nhân biết pha: “Giữa các pha có

bề mặt phân chia”

3.Phản ứng đồng thể, phản ứng dị thể

a.Phản ứng đồng thể

- Là phản ứng mà các chất thuộc cùng 1 pha b.Phản ứng dị thể

- Là phản ứng có từ 2 pha trở lên.

Fe (r) + HCl (L)  FeCl 2 (L) + H 2(k) Phản ứng

dị thể

NaOH (L) + HCl (L)  NaCl (L) +H 2 O (L) Phản ứng

đồng thể II.Điều kiện động học để phản ứng

1.Va chạm

- Để xảy ra phản ứng thì các phân tử phải va chạm với nhau sao cho liên kết cũ bị phá vỡ và liên kết mới được tạo thành.

VD: H 2 + Cl 2  2HCl

CO + Cl 2  COCl 2

1 tỉ va chạm thu được 8 phân tử COCl 2

sản phẩm

- Gọi Z: Là tổng số va chạm

V pu ~ Z

- Là những phân tử chuyển động với động năng lớn ε * (ε*> ε TB ).

(Tính cho 1 phân tử)

ΔE : Gọi là năng lượng hoạt hóa

- Năng lượng hoạt hóa :

“là năng lượng cần thiết

để đưa 1 mol chất từ

trạng thái trung bình lên

trạng thái hoạt động”

ΔE * V phản ứng

Gọi N * : Số phân tử hoạt động hóa

CH 3 COOH + HO-CH 2 CH 3  CH 3 COOCH 2 CH 3 + H 2 O (1)

CH 3 COOH * + * HOC(CH 3 ) 3  CH 3 COOC(CH 3 ) 3 + H 2 O (2)

3 Yếu tố không gian

III.Các yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng

+ (n+m): Bậc phản ứng

Nếu n=a; m=b: phản ứng được gọi là phản ứng đơn giản.

(Hệ số nhiệt độ VanHop)

E RT 1

E RT 2

k = e k

3.Xúc tác

a.K/n: “ Là chất tham gia vào 1 giai đoạn nào đó

của quá trình phản ứng, làm tăng tốc độ phản ứng nhưng trước và sau phản ứng thì lượng và chất

NO

NO: xúc tác đồng thể

Bài 11

* xt

E RT

E RT kxt kxt

43,05.10 1 1 8,314 30 273 5 273 30

- Ban đầu: V t > V n

- Quá trình phản ứng : V t V n

a.Phản ứng đồng thể

- P D : Áp suất chất D tại thời điểm cân bằng

- P E : Áp suất chất E tại thời điểm cân bằng

- P A : Áp suất chất A tại thời điểm cân bằng

b.Phản ứng dị thể

VD: 3CO (k) + Fe 2 O 3(r) ↔ 2 Fe (r) + 3CO 2(k)

(Coi C rắn = const)

3 2

[CO ] K

[CO]



2.Phương trình đẳng nhiệt VanHop

III.Sự chuyển dịch cân bằng và các yếu

*ΔH > 0 (phản ứng thu nhiệt)

' T

H G

T

  

' T

Khi T tăng thì ΔG giảm ΔG qt =ΔG 2 – ΔG 1 < 0 Khi T tăng thì phản ứng tự xảy ra chiều thuận Khi T tăng thì cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận

(chiều thu nhiệt)

Khi T tăng thì ΔG tăng ΔG qt =ΔG 2 – ΔG 1 > 0 Khi T tăng thì phản ứng tự xảy ra chiều nghịch Khi T tăng thì cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch

b.Áp suất

ΔG = ΔH - TΔS

ΔG = ΔU + pΔV - TΔS

' P

*ΔV < 0  G P  0

Khi P tăng thì ΔG giảm ΔG qt =ΔG 2 –ΔG 1 < 0

P tăng thì phản ứng chuyển dịch theo chiều thuận

P

ΔG không phụ thuộc vào áp suất

áp suất không ảnh hưởng tới sự chuyển dịch cân bằng

VD1: N 2(k) + 3H 2 (k) ↔ 2NH 3(k) Δn= 2 - 3 -1 = -2

ΔV < 0 Tăng P cân bằng chuyển dịch theo

chiều thuận

- Thêm chất A C A tăng lên

Để K C không đổi thì nồng độ D, E tăng lên và nồng độ A, B giảm xuống

Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận (Tức là chiều làm giảm nồng độ chất A)

3.Nguyên lý chuyển dịch cân bằng Lơ Chatolie

“Khi thay đổi các yếu tố như T, C hoặc P thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều chống lại

sư thay đổi đó”