CÂN BẰNG HÓA HỌC A. LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM BÀI 1. CÂN BẰNG HÓA HỌC 2 II. ĐỀ TỰ LUYỆN PHẦN LÍ THUYẾT 4 2.
Phần tự luận. Đáp án phần tự luận. Phần trắc nghiệm. Đáp án phần trắc nghiệm.
LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM BÀI 2. SỰ ĐIỆN LI TRONG DUNG DỊCH NƯỚC 12 IV. ĐỀ TỰ LUYỆN PHẦN LÍ THUYẾT 15 4. Phần tự luận.
Đáp án phần tự luận. Phần trắc nghiệm. Đáp án phần trắc nghiệm. ĐỀ TỔNG ÔN PHẦN LÍ THUYẾT 22 5.
Phần tự luận. Đáp án phần tự luận. Phần trắc nghiệm. Đáp án phần trắc nghiệm.
PHẦN BÀI TẬP 36 I. DẠNG 1: BÀI TẬP HẰNG SỐ CÂN BẰNG 36 1. Phương pháp – Công thức vận dụng. Bài tập vận dụng.
Đáp án – Hướng dẫn chi tiết. DẠNG 2: TÍNH NỒNG ĐỘ CỦA CÁC ION TRONG DUNG DỊCH CÁC CHẤT ĐIỆN LI MẠNH 45 2. Phương pháp – Công thức vận dụng. Bài tập vận dụng.
Đáp án – Hướng dẫn chi tiết. DẠNG 3: TÍNH PH CỦA CÁC DUNG DỊCH ACID – BASE MẠNH 49 3. Phương pháp – Công thức vận dụng. Bài tập vận dụng.
Đáp án – Hướng dẫn chi tiết. DẠNG 4: DẠNG TOÁN CHUẨN ĐỘ ACID - BASE 58 4. Phương pháp – Công thức vận dụng. Bài tập vận dụng.
Đáp án – Hướng dẫn chi tiết. CÂN BẰNG HÓA HỌC A. LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM BÀI 1. CÂN BẰNG HÓA HỌC 1.
Phản ứng một chiều và phản ứng thuận nghịch 1. Phản ứng một chiều Xét phản ứng đốt cháy khí methane trong khí oxygen: o CH4 + O2 t CO2 + 2H2O Trong điều kiện xác định, phản ứng chỉ xảy ra theo chiều từ chất tham gia tạo thành sản phẩm mà sản phẩm không thể tác dụng với nhau để tạo lại chất ban đầu, gọi là phản ứng một chiều. Trong PTHH của phản ứng một chiều, người ta dùng kí hiệu ( ) chỉ chiều phản ứng. Phản ứng thuận nghịch Ở điều kiện thường, Cl2 phản ứng với H2O tạo thành HCl và HClO, đồng thời HCl và HClO sinh ra cũng tác dụng được với nhau tạo lại Cl2 và H2O HCl(aq) + HClO(aq) Cl2(g) + H2O(l) Trong cùng điều kiện xác định, phản ứng xảy ra theo hai chiều trái ngược nhau được gọi là phản ứng thuận nghịch.
Trong PTHH của phản ứng thuận nghịch người ta dùng kí hiệu hai nửa mũi tên ngược chiều ( ): chiều từ trái sang phải là chiều thuận, chiều từ phải sang trái là chiều nghịch. Cân bằng hóa học 1. Trạng thái cân bằng 2HI(g) Xét phản ứng thuận nghịch: H2(g) + I2(g) Sự biến thiên tốc độ phản ứng thuận và nghịch theo thời gian Trạng thái cân bằng của phản ứng thuận nghịch là trạng thái tại đó tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch. Cân bằng hóa học là một cân bằng động, các chất tham gia phản ứng liên tục phản ứng với nhau để tạo thành sản phẩm và các chất sản phẩm cũng liên tục phản ứng với nhau để tạo thành các chất đầu nhưng tốc độ bằng nhau nên ở trạng thái cân bằng, nồng độ các chất không thay đổi.
Hằng số cân bằng a. Biểu thức của hằng số cân bằng cC + dD Xét phản ứng thuận nghịch tổng quát: aA + bB Ở trạng thái cân bằng, hằng số cân bằng (KC) của phản ứng được xác định theo biểu thức: [C]c .[B]b Trong đó: [A], [B], [C], [D] là nồng độ mol của các chất A, B, C, D ở trạng thái cân bằng; a, b, c, d là hệ số tỉ lượng của các chất trong phương trình hóa học của phản ứng. Thực nghiệm cho thấy: Hằng số cân bằng KC của một phản ứng thuận nghịch chỉ phụ thuộc nhiệt độ và bản chất của phản ứng. Đối với các phản ứng có chất rắn tham gia, không biểu diễn nồng độ của chất rắn trong biểu thức hằng số cân bằng.
Ý nghĩa của hằng số cân bằng Hằng số cân bằng KC phụ thuộc vào bản chất của phản ứng và nhiệt độ.[B]b cho thấy: KC càng lớn thì phản ứng thuận càng chiếm ưu thế hơn và ngược lạ, KC càng nhỏ thì phản ứng nghịch càng chiếm ưu thế hơn. Sự dịch chuyển cân bằng hóa học, các yếu tố ảnh hưởng đến sự chuyển dịch cân bằng Sự chuyển dịch cân bằng hóa học là sự dịch chuyển từ trạng thái cân bằng này sang trạng thái cân bằng khác. Ảnh hưởng của nhiệt độ Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự chuyển dịch cân bằng N2O4(g, không màu) 2NO2(g, nâu đỏ) r H o298 < 0 N2O4(g) Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự chuyển dịch cân bằng 2NO2(g) Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự chuyển dịch cân bằng CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O r H o298 > 0 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự chuyển dịch cân bằng CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O Khi tăng nhiệt độ, cân bằng dịch chuyển theo chiều phản ứng thu nhiệt, nghĩa là chiều làm giảm tác động của việc tăng nhiệt độ. Ngược lạ, khi giảm nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều phản ứng tỏa nhiệt, chiều làm giảm tác động của việc giảm nhiệt độ.
Ảnh hưởng của nồng độ Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ đến sự chuyển dịch cân bằng: CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O Ảnh hưởng của nồng độ đến sự chuyển dịch cân bằng CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O Khi tăng hay giảm nồng độ một chất trong cân bằng thì cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động của việc tăng hoặc giảm nồng độ của chất đó, nghĩa là cân bằng sẽ chuyển dịch tương ứng theo chiều làm giảm hoặc tăng nồng độ của chất đó. Ảnh hưởng của áp suất [N 2 O 4 ] KC = N2O4(g, không màu) Xét hệ cân bằng: 2NO2(g, nâu đỏ) [NO 2 ]2 Ảnh hưởng của nồng độ đến sự chuyển dịch cân bằng N2O4(g, không màu) 2NO2(g, nâu đỏ) Khi hệ đang ở trạng thái cân bằng, nếu tăng hoặc giảm áp suất của hệ, cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm hoặc tăng áp suất của hệ. Khi cân bằng có tổng hệ số tỉ lượng của các chất khí ở hai vế của phương trình hóa học bằng nhau hoặc trong hệ không có chất khí, việc tăng hoặc giảm áp suất không làm chuyển dịch cân bằng của hệ. Nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelier Qua việc nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng, nhà hóa học người Pháp Le Chatelier đã đưa ra một nguyên lí mang tên ông như sau: Một phản ứng thuận nghịch đang ở trạng thái cân bằng, khi chịu một tác động bên ngoài làm thay đổi nồng độ, nhiệt độ, áp suất thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động bên ngoài đó.
Lưu ý: Chất xúc tác làm tăng đồng thời tốc độ phản ứng thuận và phản ứng nghịch như nhau, do đó không làm chuyển dịch cân bằng hóa học. ĐỀ TỰ LUYỆN PHẦN LÍ THUYẾT 2. Phần tự luận Câu 1: (SBT – CTST) Hãy cho biết sự thay đổi áp suất có gây ra sự chuyển dịch cân bằng của mọi phản ứng thuận nghịch không. Giải thích.
Câu 2: Trong số các cân bằng sau, cân bằng nào sẽ chuyển dịch và chuyển dịch theo chiều nào khi giảm dung tích của bình phản ứng xuống ở nhiệt độ không đổi: CO(g) + 3H2(g). d) N2O4(g) Câu 3: (SBT – CTST) Phản ứng tổng hợp 3-methylbutyl acetate (isoamyl acetate) từ acetic acid và 3- methylbutan-1-ol (Isoamyl alcohol) với xúc tác H2SO4 đặc, đun nóng xảy ra theo phương trình hoá học sau: o H 2SO4 dac, t CH3COOH + (CH3)2CHCH2CH2OH CH3COOCH2CH2CH(CH3)2 + H2O Ngoài vai trò là chất xúc tác, H2SO4 đặc còn có vai trò gì trong phản ứng trên? Câu 4: (SBT – CTST) Khi hoà tan khí chlorine vào nước tạo thành dung dịch có màu vàng lục nhạt gọi là nước chlorine. Trong nước chlorine xảy ra cân bằng hoá học sau: HCl + HClO Cl2 + H2O sinh ra không bền, dễ bị phân huỷ theo phản ứng: 2HClO 2HCl + O2 Nước chlorine sẽ nhạt màu dần theo thời gian, không bảo quản được lâu. Vận dụng nguyên lí chuyển dịch cân bằng hoá học, hãy giải thích hiện tượng trên.
Câu 5: (SGK – Cánh Diều) Nhũ đá được hình thành trong các hang động liên quan đến cân bằng sau CaCO3(s) + CO2(aq) + H2O(l) đây: Ca(HCO3)2(aq) Nếu nồng độ CO2 hoà tan trong nước tăng lên thì có thuận lợi cho sự hình thành nhũ đá hay không? Giải thích. Câu 6: (SGK – KNTT) Cho các cân bằng sau: CaO(s) + CO2(g) (1) CaCO3(s) r H o298 = 176 kJ 2SO3(g) (2) 2SO2(g) + O2(g) r H o298 = 198 kJ Nếu tăng nhiệt độ, các cân bằng trên chuyển dịch theo chiều nào? Giải thích. Câu 7: Hệ cân bằng sau xảy ra trong một bình kín: CaCO3(s) CaO(s) + C(g); r H 298 > 0. Điều o gì sẽ xảy ra nếu thực hiện một trong những biến đổi sau? a) Tăng dung tích của bình phản ứng lên.
b) Thêm CaCO3 vào bình phản ứng. c) Lấy bớt CaO khỏi bình phản ứng. d) Thêm ít giọt NaOH vào bình phản ứng. Câu 8: (SBT – CTST) Cho phương trình hoá học của phản ứng sản xuất ammonia trong công nghiệp: o 380 450 C, 25 200 bar, Fe N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) r H o298 = 92 kJ Cân bằng hoá học sẽ chuyển dịch theo chiều nào khi a) giảm nhiệt độ của hệ phản ứng? b) tăng nồng độ của khí nitrogen? c) tăng nồng độ của khí hydrogen? d) giảm áp suất của hệ phản ứng? Giải thích.
Câu 9: (SBT – CTST) Trong quy trình sản xuất sulfuric acid (H2SO4) có giai đoạn dùng dung dịch H2SO4 98% hấp thụ sulfur trioxide (SO3) thu được oleum (H2SO4. Sulfur trioxide được tạo thành bằng cách oxi hoá sulfur dioxide bằng oxygen hoặc lượng dư không khí ở nhiệt độ 450 — 500 °C, chất xúc tác vanadium(V) oxide (V2O5) theo phương trình hoá học: o 380 450 C, 25 200 bar, Fe 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) r H o298 = 19, 6 kJ Cân bằng hoá học sẽ chuyển dịch theo chiều nào khi a) tăng nhiệt độ của hệ phản ứng? b) tăng nồng độ của khí SO2? c) tăng nồng độ của khí O2? d) dùng dung dịch H2SO4 98% hấp thụ SO3 sinh ra? Giải thích. Câu 10: (SGK – KNTT) Ester là hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, một số ester được sử dụng làm chất tạo mùi thơm cho các loại bánh, thực phẩm. Phản ứng điều chế ester là một phản ứng thuận nghịch: CH3COOH(l) + C2H5OH(l) CH3COOC2H5(l) + H2O(l) Hãy cho biết cân bằng trên chuyển dịch theo chiều nào nếu a) tăng nồng độ của C2H5OH.