Hóa đại cương Chuong 8 can bang hoa hoc

 Kí hiệu:  Đặc điểm của pu thuận nghịch: trong hệ cùng tồn tại tác chất và sản phẩm không bao giờ hết được các chất phản ứng..  Trong cùng một điều kiện nhiệt độ, áp suất, chất xúc

3

 Phản ứng 1 chiều là phản ứng hóa học xảy ra cho đến

khi có ít nhất một chất tham gia phản ứng hết

 Ký hiệu bởi dấu “=” hay dấu “”

Ví dụ:

PHẢN ỨNG MỘT CHIỀU

2

t , MnO

2KClO

0 2





PHẢN ỨNG THUẬN NGHỊCH

 Phản ứng thuận nghịch là phản ứng xảy ra theo 2

chiều ngược nhau

 Kí hiệu:

 Đặc điểm của pu thuận nghịch: trong hệ cùng tồn tại

tác chất và sản phẩm (không bao giờ hết được các

chất phản ứng) Vì vậy pu thuận nghịch còn gọi là

5

VÍ DỤ

H2 (k) + I2 (k) ⇌ 2HI (k) PHẢN ỨNG THUẬN NGHỊCH

TRẠNG THÁI CÂN BẰNG HÓA HỌC

 Trạng thái cân bằng hóa học: là trạng thái của phản

7

Các đặc trưng của của cân bằng hóa học:

 Trạng thái không thay đổi theo thời gian nếu không có

điều kiện bên ngoài thay đổi

 Trong cùng một điều kiện (nhiệt độ, áp suất, chất xúc

tác) phản ứng thuận nghịch có thể xảy ra theo cả chiều

thuận lẫn chiều nghịch

 Dù xuất phát từ các chất đầu hay từ các sản phẩm

cuối, thì trạng thái cân bằng không đổi

a A t

dcP P k

9

Ở trạng thái cân bằng: VT=VN

p b

B

a A

d D

c C

N

P P

P P k

k





b B

a A

d D

c C C

C C

C C

Đối với phản ứng xảy ra trong dung dịch:

K c được gọi là hằng số cân bằng biểu diễn theo nồng độ

C x là nồng độ trong dung dịch của chất X

HẰNG SỐ CÂN BẰNG

 Hằng số CB K dựa trên áp suất riêng phần của khí, hoạt

độ, nồng độ mol của tác chất và sản phẩm ở trạng thái

cân bằng

 Hằng số K diễn tả tỷ lệ sản phẩm so với tác chất:

 K >1, sản phẩm chiếm ưu thế

 K<1, tác chất chiếm ưu thế

 Hằng số cân bằng Kp ,Kc không có thứ nguyên

 Hằng số cân bằng không phụ thuộc vào chất xúc tác

HẰNG SỐ CÂN BẰNG

11

CÁC VÍ DỤ

Hỗn hợp khí nitơ và hydro được đặt trong bình kín có thể

tích V=5L ở 500 o C Khi cân bằng được thiết lập, 3.01 mol

của N 2 , 2.10 mol H 2 và 0.565 mol NH 3 Tính hằng số cân

bằng Kc ở 500 o C

CÁC VÍ DỤ

10.0 mol N 2 O trong bình kín V=5L bị phân hủy theo

phương trình sau ở nhiệt độ T Khi cân bằng được thiết

lập (ở nhiệt độ T), trong bình còn lại 2.20 mol Tính hằng

số cân bằng Kc

13

CÁC VÍ DỤ

Cho phản ứng sau có hằng số cân bằng K c là 49.0 ở

nhiệt độ xác định Nếu 0.4 mol A và 0.4 mol B được đặt

trong bình kín V=2.0L ở nhiệt độ đó Xác định nồng độ

của các tác chất và sản phẩm ở cân bằng

CÁC VÍ DỤ

15

CÁC VÍ DỤ

CÁC VÍ DỤ

d D

c C b B

a A

d D

c C b

B

a

A

d D

c

C

C C

C C RT

C RT C

RT C RT C p

p

p p

b B a A

d D c C C

x 3 x 1

2x K

C C

C C

 Tính được nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng

Ở 472 o C, hỗn hợp tại cân bằng của phản ứng dưới đây

23

Hằng số cân bằng theo chiều thuận bằng nghịch

đảo hằng số cân bằng theo chiều nghịch

Ví dụ:

N2O4(g) 2NO2(g)

4 2 2

O N

2 NO

O N

2

4 2

25

VÍ DỤ

Cân bằng đồng thể: CB xảy ra trong hệ có tác

chất và sản phẩm cùng pha

Cân bằng dị thể: CB xảy ra trong hệ có 1 hay

nhiều tác chất hoặc sản phẩm ở các pha khác

nhau

CÂN BẰNG DỊ THỂ

27

Ví dụ xét phản ứng:

Nồng độ của chất rắn C r và của chất lỏng tinh khiết bằng

tỷ trọng d chia cho khối lượng mol m M

CaO]

[

2 3





eq

K

d & m M không đổi, nên nồng độ chất rắn và chất lỏng tinh

khiết đều không đổi

Do đó:

CÂN BẰNG DỊ THỂ

] CO [ constant ]

CO [ ] CaCO [

CaO]

[

22

cb 3

2 1 cb 2

2

2 3 cb

2

cb 3

SOO

SO

O

SOO

2 3 2

K SO

O K

33

Biểu thức trên chỉ chính xác đối với Kp, trong

khi đó Kc chỉ đúng khi n = 0 hoặc phản ứng

trong dung dịch

LIÊN HỆ GIỮA K &  G

P

K RT S

T H

G0   0   0   ln



• Với K1, K2 tương ứng với T1, T2:

0 0

0 0

0

0

ln

,ln

S T H K

RT

S T H

G

K RT

H K

2 0

1

0 2

1

11HK

lg

RT

HRT

HK

H K

K

437,11598

1298

1314,8

484,5610

lnK598  K59814.02

“Khi tác dụng từ ngoài vào hệ cân bằng bằng cách thay đổi

một điều kiện nào đó ảnh hưởng đến vị trí cân bằng, thì vị

trí cân bằng sẽ dịch chuyển về phía làm giảm hiệu quả tác

dụng đó”

 Các yếu tố ảnh hưởng:

NGUYÊN LÝ LE CHARTELIER

T↓ Cân bằng dịch chuyển theo chiều thuận

 Chiều thuận là chiều chuyển dịch phản ứng làm giảm

nồng độ H 2 (chống lại sự thay đổi nồng độ)

ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ

 Giả sử khi nén hệ để áp suất tổng tăng lên 2 lần, tức

là áp suất riêng phần của hệ tăng lên 2 lần

V’ T = k T (2a)(2b) 3 = 16k T ab 3 = 16V T

V’ N = k N (2c) 2 = 4k N c 2 = 4V N

 V’ T > V’ N , phản ứng dịch chuyển theo chiều thuận

ẢNH HƯỞNG CỦA ÁP SUẤT (tt)

Kết luận: Khi tăng áp suất chung của hệ, cân bằng sẽ

chuyển dịch theo chiều thuận, tức là chiều làm giảm số mol

khí của hệ để làm giảm áp suất hệ

Đối với các phản ứng không có chất khí (ở trạng thái dung

10

S T

Nếu T tăng thì K giảm, hay cân bằng chuyển về phía

nghịch (tạo chất đầu), nhằm làm giảm nhiệt độ

Nếu T tăng thì K tăng, hay cân bằng chuyển dịch về

phía thuận (chiều thu nhiệt), nhằm làm giảm nhiệt độ

ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ

Kết luận:

Khi hệ đạt cân bằng, nếu tăng (hay giảm), nhiệt độ

43

 Xúc tác làm giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng

 Làm giảm thời gian phản ứng

 Xúc tác không làm ảnh hưởng đến thành phần và tỷ lệ

các chất khi đạt cân bằng

ẢNH HƯỞNG CỦA XÚC TÁC

CÁC VÍ DỤ

45

CÁC VÍ DỤ

CÁC VÍ DỤ

47

CÁC VÍ DỤ

49

CÁC VÍ DỤ

51

CÁC VÍ DỤ

CÁC VÍ DỤ

53

CÁC VÍ DỤ