Bài 38. Cân bằng hoá học

KIỂM TRA BÀI CŨ
Câu 1: Khái niệm tốc độ phản ứng. Hãy lấy ví dụ những phản ứng nhanh chậm mà em biết.
Câu 2: Hãy nêu những yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng.
Câu 3: Cho 56g Fe dạng hạt tác dụng với 100ml dung dịch axit HCl 1M xảy ra ở nhiệt độ thường. Nếu giữ nguyên các điều kiện khác, chỉ biến đổi một trong các điều kiện sau đây thì tốc độ phản ứng biến đổi như thế nào (tăng lên, giảm xuống hay không đổi).
a/. Nếu thay 56g Fe bằng 28g Fe.
b/. Thay dung dịch HCl 1M bằng dung dịch HCl 2M.
c/. Thay 56g Fe hạt bằng 56g Fe bột.
d/. Thực hiện phản ứng ở nhiệt độ cao hơn.

BÀI 38
CÂN BẰNG HÓA HỌC
I. PHẢN ỨNG MỘT CHIỀU, PHẢN ỨNG THUẬN NGHỊCH VÀ CÂN BẰNG HÓA HỌC:

1. Phản ứng một chiều:
- Phản ứng chỉ xảy ra theo một chiều từ trái sang phải được gọi là phản ứng một chiều.
- Trong phương trình hóa học của phản ứng một chiều, người ta dùng một mũi tên chỉ chiều phản ứng.
Ví dụ:
HCl + NaOH → NaCl + H2O
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
2. Phản ứng thuận nghịch:
- Trong cùng điều kiện phản ứng xảy ra theo hai chiều trái ngược nhau gọi là phản ứng thuận nghịch.
- Trong phương trình hóa học của phản ứng thuận nghịch, người ta dùng hai mũi tên:
+ Chiều mũi tên từ trái sang là chiều phản ứng thuận.
+ Chiều mũi tên từ phải sang trái là chiều phản ứng nghịch.
ví dụ:
2SO2 (k) + O2 (k) 2SO3 (K)
3. 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.
- Cân bằng hóa học là một cân bằng động.
Ví dụ: H2 (k) + I2 (k) 2HI (k)
Ban đầu: 0,5 0,5
Phản ứng:
Cân bằng:
0,393
0,393
0,786
0,107
0,107
0,786
0
II. SỰ CHUYỂN DỊCH CÂN BẰNG HÓA HỌC:
1. Thí nghiệm:
2. Khái niệm:
sự chuyển dịch cân bằng hóa học là sự di chuyển từ trạng thái cân bằng này sang trạng thái cân bằng khác do tác động của các yếu tố từ bên ngoài lên cân bằng.
III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TỐC ĐỘ PHAN ỨNG:
1. Ảnh hưởng của nồng độ:
- khi tăng hoặc giảm nồng độ của một chất trong cân bằng thì cân bằng bao giờ cũng chuyển dịch theo chiều làm giảm tác dụng của việc tăng hoặc giảm nồng độ của chất đó.
- Lưu ý : Chất rắn không làm ảnh hưởng đến cân bằng của hệ.
1/. Cho các phản ứng hóa học sau:
BÀI TẬP CỦNG CỐ
B. Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2
C. 2K + Cl2 → 2KCl
a/. Phản ứng nào là phản ứng một chiều:
a. A và B B. A và C D. A và D D. B và C
b/. Phản ứng nào là phản ứng thuận nghịch:
a. A và B B. A và C D. A và D D. B và C
xét phản ứng:

phản ứng sẽ chuyển dịch theo chiều nào khi:
+ Tăng [SO2].
+ Tăng [O2].
+ Tăng [SO3].
+ Giảm [O2].


Chiều thuận
Chiều thuận
Chiều nghịch
Chiều ngịch
2. Ảnh hưởng của áp suất:
- Khi tăng hoặc giảm áp suất chung của hệ cân bằng thì bao giờ cân bằng cũng chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động của việc tăng hoặc giảm áp suất đó.
- Lưu ý : Khi số mol khí ở 2 vế bằng nhau thì áp suất không ảnh hưởng đến cân bằng.
- Tương tự áp suất không ảnh hưởng đến cân bằng
Fe2O3 (r) + 3CO(k) → 2Fe(r) + 3CO2 (k)
CaO(r) + SiO2 (r) → CaSiO3 (r)
3 Ảnh hưởng của nhiệt độ:
- Để chỉ lượng nhiệt kèm theo mỗi phản ứng hóa học, người ta dùng đại lượng nhiệt phản ứng.
+ Phản ứng tỏa nhiệt: ∆H < 0
+ Phản ứng thu nhiệt ∆H > 0
- Khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều phản ứng thu nhiệt nghĩa là chiều làm giảm tác dụng tăng nhiệt độ.Khi giảm nhiệt độ, cân bằng phản ứng chuyển dịch theo chiều phản ứng tỏa nhiệt, chiều làm giảm tác dụng giảm nhiệt độ.
- Nguyên lí Lơ Sa-tơ-li-ê:
Một phản ứng thuận nghịch ở trạng thái cân bằng khi chụi một tác động từ bên ngoài, như biến đổi nồng độ, áp suất, nhiệt độ thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động bên ngoài đó.
. 4. vai trò của chất xúc tác:
- Làm tăng tốc độ phản ứng thuận và tốc độ phản ứng nghịch, giúp cân bằng được thết lập nhanh chóng hơn.
V. Ý nghĩa của tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học trong sản xuất hóa học:
Ví dụ 1: Trong sản xuất axit sunfuric phải thực hiện phản ứng sau trong điều kiện nào. (nồng độ, nhiệt độ, áp suất ).
2SO2 (k) + O2 (k) 2SO3 (K) ∆H < 0
- Để phản ứng chuyển dịch theo chiều thuận thì:
+ Dư không khí (dư oxi).
+ Nhiệt độ khá cao 4500C.
+ Xúc tác V2O5.
Ví dụ 2: Cần thực hiện ở điều kiện nào để phản ứng tổng hợp amoniac đạt hiệu suất cao?
N2 (k) + 3H2 (k) 2 NH3 (k) ∆H < 0
- Thực hiện phản ứng trong điều kiện:
+ Áp suất cao.
+ Nhiệt độ thích hợp.
+ Xúc tác bột Fe + Al2O3/K2O.
K
a
b
Nước đá
2NO2 N2O4
Nâu đỏ
Không màu

+ Nếu thêm vào hệ một lượng H2O:
- [H2O] tăng → vt > vn → cân bằng sẽ chuyễn dịch theo chiều thuận (chiều làm giảm H2O thêm vào.).
- tương tự lấy bớt khí CO ra khỏi cân bằng.
+ Nếu thêm khí CO2 vào hoặc lấy bớt khí CO ra khỏi hệ:
- [CO2] tăng → vn > vt → cân bằng sẽ chuyễn dịch theo chiều nghịch (chiều làm giảm nồng độ CO2.
Xét phản ứng: CO (k) + H2O (k) CO2 (k) + H2 (k)
Ban đầu:
1 mol
1 mol
Cân bằng:
0,5 mol
0,5 mol
0,5 mol
0,5 mol
Ban đầu:
1 mol
99 mol
Cân bằng:
98,01 mol
0,99 mol
0,99 mol
0,01 mol
Xét phản ứng: CO (k) + H2O (k) CO2 (k) + H2 (k)
Vt
Vn
=