Bài 38. Cân bằng hoá học

1
Bài 38: cân bằng hoá học
i. Phản ứng một chiều, phản ứng thuận nghịch và cân bằng hoá học
ii. Sự chuyển dịch cân bằng hoá học
iii. Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hoá học
iv. ý nghĩa của tốc độ phản ứng và cân bằng hoá học trong sản xuất hoá học
mục tiêu
2
3
2 2KCl + 3O2
KClO3 bị phân huỷ thành KCl và O2
KCl không phản ứng với O2 để tạo ra O2
Phản ứng được gọi là phản ứng một chiều
Một số phản ứng khác:
NaOH + HCl ? NaCl + H2O
2Fe + 3Cl2 ? 2FeCl3
1. Phản ứng một chiều
i. Phản ứng một chiều, phản ứng thuận nghịch và cân bằng hoá học
2. Phản ứng thuận nghịch
4
HCl + HClO (2)
ở điều kiện thường Cl2 phản ứng với H2O tạo HCl và HClO
HCl và HClO sinh ra lại tác dụng với nhau để tạo thành
Cl2 và H2O
Phản ứng (2) được gọi là phản ứng thuận nghịch
3. Cân bằng hoá học
5
H2 (k) + Cl2(k) 2HI (k)
Ban đầu 0,5 mol 0,5 mol 0 mol
PƯ xảy ra 0,393 0,393 0,786
TTCB 0,107 0,107 0,786
Ban đầu nồng độ H2 và I2 lớn nên tốc độ phản ứng
thuận (vt) lớn, nồng độ HI bằng không nên tốc độ
phản ứng nghịch (vn) bằng không
Trong quá trỡnh phản ứng nồng độ H2 và I2 giảm dần
do đó vt giảm dần, nồng độ HI tang dần nên vn tang
dần
đến một lúc nào đó vt = vn thỡ nồng độ các chất không
đổi nếu gi? nguyên nhiệt độ
3. Cân bằng hóa học
Trạng thái trong đó tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ
phản ứng nghịch được gọi là cân bằng hóa học.
Tại trạng thái cân bằng phản ứng thuận và nghịch vẫn
xảy ra với tốc độ bằng nhau nên cân bằng hóa học được
gọi là cân bằng động
Vậy: cân bằng hóa học là trạng thái của phản ứng khi
tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch
7
ii. sự chuyển dịch cân bằng hóa học
1. Thí nghiệm
2. Định nghĩa
8
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 bên ngoài lên cân bằng
Các yếu tố làm dịch chuyển cân bằng của phản ứng
là nồng độ, áp suất và nhiệt độ. Chúng được gọi là
các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học
9
iii. các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học
Hệ trạng thái cân bằng: vt = vn, nồng độ các chất không
biến đổi
Nếu thêm CO2? nồng độ CO2? ? vt > vn? CO2 sẽ PƯ
với C tạo ra CO cho đến khi vt = vn? Cân bằng mới
được thiết lập.
?Như vậy khi thêm CO2 vào cân bằng (1) sẽ chuyển
dịch theo chiều làm giảm nồng độ của CO2 (sang phải)

1. ảnh hưởng của nồng độ
10
Quá trỡnh chuyển dịch CB (1) cũng diễn ra tương tự khi
ta lấy bớt CO ra khỏi cân bằng
Như vậy: Khi tang hoặc giảm nồng độ một chất trong
cân bằng, thỡ cân bằng bao giờ cũng chuyển dịch theo
chiều làm giảm tác động của việc tang hoặc giảm nồng
độ của chất đó
2. ảnh hưởng của áp suất
11
Khi nén xi lanh bằng cách đẩy pít tông thấy màu của
hỗn hợp khí nhạt đi.
Cân bằng (2) đã chuyển dịch theo chiều làm giảm áp
suất chung của hệ. Tức là chuyển dịch theo chiều
nghịch (sang phải)
Khi kéo pít tông ra, thấy màu của hỗn hợp đậm lên.
chứng tỏ cân bằng (1) đã chuyển dịch theo chiều làm
tang áp suất chung của hệ (chiều thuận)
2. ảnh hưởng của áp suất
12
Kết luận: Khi tang hoặc giảm áp suất chung của hệ cân
bằng, thỡ cân bằng bao giờ cũng chuyển dịch theo chiều
làm giảm tác động của việc tang hoặc giảm áp suất đó
Những ph¶n øng cã tæng sè mol khÝ ë 2 vÕ cña PTHH
b»ng nhau, thì ¸p suÊt kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn c©n b»ng
13
3. ?nh hưởng của nhiệt độ
Phản ứng tỏa nhiệt:
CaO + H2O ? Ca(OH)2 ?H = - 65 KJ
Phản ứng thu nhiệt:
CaCO3 ? CaO + CO2 ?H = + 178 KJ
Hiệu ứng nhiệt của phản ứng là nhiệt lượng kèm theo
mỗi PƯHH. Kí hiệu: ?H
Nếu ?H < 0: phản ứng tỏa nhiệt
Nếu ?H > 0: phản ứng thu nhiệt
K
N2O4(k) 2NO2(k) ?H = 58 KJ
(không màu) (nâu đỏ)
3. ?nh hưởng của nhiệt độ
15
lớp phủ

3. ảnh hưởng của nhiệt độ
TN1: Ngâm hỗn hợp khí trong nước sôi, màu nâu của
hỗn hợp đậm lên
TN2: Ngâm hỗn hợp trong nước đá, màu của hỗn hợp
nhạt đi
16
3. ảnh hưởng của nhiệt độ
NX: Khi tang nhiệt độ cân bằng chuyển dịch theo
chiều PƯ thu nhiệt, nghĩa là làm giảm tác động của việc
tang nhiệt độ.
Khi giảm nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều PƯ
tỏa nhiệt, làm giảm tác động của việc giảm nhiệt độ
nguyên lí chuyển dịch cân bằng lơ sa-tơ-li-ê
Một phản ứng thuận nghịch đang ở trạng thái cân
bằng khi chịu một tác động từ bên ngoài như biến
đổi nồng độ, áp suất, nhiệt độ, thỡ cân bằng sẽ
chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động bên
ngoài đó
4. Vai trò của chất xúc tác
Tang tốc độ phản ứng thuận và phản ứng nghịch với
số lần bằng nhau Nên chất xúc tác không làm ảnh
hưởng đến cân bằng hóa học
18
Iv. ý nghĩa của tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học trong sản xuất hóa học
Ví dụ 1: 2SO2(k) + O2 2SO3 (k) ?H <0
Các biện pháp làm tang hiệu suất phản ứng:
Tang nồng độ O2 bằng cách dùng một lượng dư không
khí
- Duy trỡ phản ứng ở nhiệt độ 450 0C
- Dùng xúc tác là V2O5 để PƯ nhanh chóng đạt cân bằng
19
xin chân thành cảm ơn các thầy cô và các em!