Phương pháp giải Các dạng bài tập chương Tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học - Hoá học lớp 10

---

Phương pháp giải Các dạng bài tập chương Tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học

Với Phương pháp giải Các dạng bài tập chương Tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học Hoá học lớp 10 tổng hợp các dạng bài tập, bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết với đầy đủ phương pháp giải, ví dụ minh họa sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm dạng bài tập Tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Hoá học lớp 10.

• 3 dạng bài tập Tốc độ phản ứng trong đề thi Đại học có lời giải
• Phương pháp Tính nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng cực hay
• Dạng 1: Bài tập Lý thuyết về tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học
• Dạng 2: Bài toán về tốc độ phản ứng
• Dạng 3: Các dạng bài tập về cân bằng hóa học

Bài tập trắc nghiệm

• 20 bài tập trắc nghiệm chương Tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học có đáp án
• Bài tập Tốc độ phản ứng trong đề thi đại học (có đáp án)
• 25 câu trắc nghiệm Tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học có lời giải chi tiết (cơ bản)
• 25 câu trắc nghiệm Tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học có lời giải chi tiết (nâng cao)

Bài tập Lý thuyết về tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học

Bài 1. Cho phản ứng thuận nghịch sau ở nhiệt độ cao:

3Fe + 4H₂ O → Fe₂ O₄ + 4H₂ ↑

Cân bằng phản ứng sẽ dịch chuyển theo chiều nào khi.

a) Tăng nồng độ của H₂

b) Giảm nồng độ của H₂O

Hướng dẫn:

Cân bằng sẽ dịch chuyển theo chiều nghịch khi tăng nồng độ H₂

Cân bằng cũng dịch chuyển theo chiều nghịch khi giảm nồng độ H₂O

Bài 2. Xét các hệ cân băng sau:

C_(r)+ H₂O_(k) CO_(k)+ H_(k)); ΔH= 131kJ (1)

CO_(k)+ H_2(k) CO_2(k) + H_2(k) ; ΔH= - 42kJ (2)

Các cân bằng trên chuyển dịch như thế nào khi biến đổi trong một các điều kiện sau:

Tăng nhiệt độ.

Thêm lượng hơi nước vào.

Lấy bớt H₂ ra.

Tăng áp suất chung bằng cách nén cho thể tích của hệ giảm xuống.

Dùng chất xúc tác.

Hướng dẫn:

Tăng nhiệt độ: Cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch

Thêm lượng hơi nước: Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận

Thêm khí H₂ vào: Cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch

Tăng áp suất chung bằng cách nén cho thể tích của hệ giảm xuống không làm chuyển dịch cân bằng

Dùng chất xúc tác: không làm chuyển dịch cân bằng

Bài 3. Cho cân bằng hóa học: 2NO₂ ⇋ N₂ O₄ ΔH= -58,04kJ. Cân bằng sẽ chuyển dịch như thế nào, giải thích, khi:

Tăng nhiệt độ, tăng áp suất.

Thêm khí trơ Ar trong 2 trường hợp: Giữ áp suất không đổi và giữ thể tích không đổi.

Thêm xúc tác.

Hướng dẫn:

Phản ứng hóa học: 2NO₂ ⇋ N₂ O₄ ΔH= -58,04kJ ΔH<0 là phản ứng tỏa nhiệt.

a) Khi tăng nhiệt độ, phản ứng thu nhiệt nên cân bằng được chuyển dịch sang trái. Tăng áp suất, cân bằng được chuyển dịch sang phải để tạo thành số moi khí nhỏ hơn.

b) Khi thêm Ar trong trường hợp giữ áp suất không đổi nghĩa là tăng thể tích của hệ, cân bằng không chuyển dịch.

Khi thêm Ar trong trường hợp giữ thể tích không đổi nghĩa là tăng áp suất của hệ nhưng do K_p= = const nên cân bằng không chuyển dịch.

c) Khi thêm chất xúc tác, chỉ làm tăng tốc độ phản ứng chứ không chuyển dịch cân bằng.

Bài 4. Tại sao khi làm than để đun bếp người ta lại làm các lỗ rỗng (gọi là than tổ ong), hay khi cần đun bếp cho lửa cháy to thì chẻ nhỏ củi, trong khi cần cháy lâu, lửa nhỏ thì người ta lại dùng thanh củi lớn?

Hướng dẫn:

Phản ứng cháy của than và củi là phản ứng của chất rắn (than, củi) với chất khí (oxi trong không khí) là phản ứng dị thể. Nên để tăng tốc độ phản ứng cần tăng diện tích bề mặt. Để tăng khả năng cháy của than và củi người ta tăng diện tích bề mặt của than và củi, khi muốn thanh củi cháy chậm lại người ta dùng thanh củi to để giảm diện tích bề mặt.

Bài 5. Hãy giải thích vì sao người ta thực hiện các quá trình sản xuất trong các trường hợp sau:

a) Dùng không khí nén, nóng thổi vào lò cao để đốt cháy than cốc (trong sản xuất gang)..

b) Nung đá vôi ở nhiệt độ cao ≈ 900 - 950^oC để sản xuất vôi sống miệng lò hở.

c) Nghiền nguyên liệu trước khi đưa vào lò nung để sản xuất clanhke (trong sản xuất xi măng).

Hướng dẫn:

a) Phản ứng trong lò cao:

C + O₂( k) → CO₂ (k )

C + CO₂ (k) → 2CO (k)

FeO + CO (k) → Fe + CO₂ (k) ΔH> 0

Dùng không khí nén, nóng thổi vào lò cao để đốt cháy than cốc (trong sản xuất gang). Tăng nồng dộ khí oxi và tăng nhiệt độ để tăng tốc độ phản ứng thuận.

b) Phản ứng nung vôi: CaCO₃ → CaO + CO₂ (k) ΔH> 0

Nung đá vôi ở nhiệt độ cao ≈ 900 — 950^oC để sản xuất vôi sống. Yếu tố nhiệt độ làm tăng tốc độ phản ứng hóa học. Miệng lò hở để giảm áp suất của khí CO₂ để chuyển dịch cân bằng.

c) Nghiền nguyên liệu trước khi đưa vào lò nung để sản xuất clanhke (trong sản xuất xi măng). Tăng diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu và nhiệt độ cao, tăng tốc độ phản ứng.

Bài 6. Phản ứng hóa học tổng hợp amoniac là:

N₂ + 3H₂ ⇋ 2NH₃ với ΔH= -92KJ

Hãy giải thích tại sao người ta thực hiện phản ứng tổng hợp amoniac ở khoảng 400^oC đến 500^oC, dưới áp suất cao (100 - 150atm, thực tế càng cao càng tốt) và dùng sắt hoạt hóa xúc tác.

Hướng dẫn:

Phản ứng hóa học tổng hợp amoniac là:

N₂ + 3H₂ ⇋ 2NH₃ với ΔH= -92KJ

Đặc điểm của phản ứng tổng hợp NH₃ là sau phản ứng có sự giảm số mol so với ban đầu, phản ứng tỏa nhiệt. Khi tăng áp suất, cân bằng chuyển sang chiều thuận, nên phản ứng thực hiện ở áp suất càng cao càng tốt. Do phản ứng tỏa nhiệt cho nên về nguyên tắc cân bằng sẽ chuyển sang chiều thuận khi giảm nhiệt độ, tuy nhiên khi nhiệt độ thấp thì tốc độ phản ứng lại chậm nên hiệu quả kinh tế thấp. Do đó, người ta dung hòa hai xu hướng trên ở nhiệt độ 400 – 450^oC. Chất xúc tác nhằm mục đích tăng tốc độ của phản ứng.

Bài toán về tốc độ phản ứng

A. Phương pháp & Ví dụ

Lý thuyết và Phương pháp giải

Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cho phản ứng: X_(khí) + Y_(khí) → Z_(khí) + T_(khí)

Nếu tăng nồng độ chất Y lên 4 lần và nồng độ chất X giảm đi 2 lần thì tốc độ phản ứng tăng hay giảm bao nhiêu lần?

Hướng dẫn:

V_{ban đầu} = k.[X].[Y]²=kab² (với a, b là nồng độ chất X, Y).

V_sau = =8.kab²

Vậy tốc độ tăng lên 8 lần

Ví dụ 2. Cho phản ứng: 2X_(khí) + Y_(khí) → Z_(khí) + T_(khí)

Nếu áp suất của hệ tăng 3 lần thì tốc độ phản ứng tăng hay giảm bao nhiêu lần?

Hướng dẫn:

V_{ban đầu} = k.[X] ².[Y] = kx²y ( với x, y là nồng độ của X, Y)

Khi áp suất của hệ tăng 3 lần thì nồng độ các chất cũng tăng gấp 3 lần .

⇒ V_sau= k.[3X] ².[3Y]= k(3x) ² .(3y)=27kx²y

Vậy tốc độ phản ứng tăng lên 27 lần

Ví dụ 3. Tốc độ của phản ứng tăng bao nhiêu lần nếu tăng nhiệt độ từ 200^oC đến 240^oC, biết rằng khi tăng 10^oC thì tốc độ phản ứng tăng 2 lần.

Hướng dẫn:

Gọi V₂₀₀ là tốc độ phản ứng ở 200^oC

Ta có: V₂₁₀= 2.V₂₀₀

V₂₂₀= 2V₂₁₀=4V₂₀₀

V₂₃₀=2V₂₂₀=8V₂₀₀

V₂₄₀=2V₂₃₀=16V₂₀₀

Vậy tốc độ phản ứng tăng lên 16 lần

Ví dụ 4. Cho phản ứng: A+ 2B → C

Nồng độ ban đầu các chất: [A] = 0,3M; [B] = 0,5M. Hằng số tốc độ k = 0,4

a) Tính tốc độ phản ứng lúc ban đầu.

b) Tĩnh tốc độ phản ứng tại thời điểm t khi nồng độ A giảm 0,1 mol/l.

Hướng dẫn:

a) Tốc độ ban đầu:

V_{ban đầu} = k.[A].[B]²= 0,4.[0,3].[0,5] ² =0,3 mol/ls

b) Tốc độ tại thời điểm t

Khi nồng độ A giảm 0,1 mol/lít thì B giảm 0,2 mol/l theo phản ứng tỉ lệ 1 : 2

Nồng độ tại thời điểm t:

[A’] = 0,3 – 0,1 =0,2 (mol/l)

[B’]=0,5 -0,2 =0,3 (mol/l)

V= k.[A’].[B’] ²= 0,4.[0,2].[0,3] ²=0,0072 mol/ls

B. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1. Cho phản ứng A + 2B → C

Cho biết nồng độ ban đầu của A là 0,8M, của B là 0,9M và hằng số tốc độ k = 0,3. Hãy tính tốc độ phản ứng khi nồng độ chất A giảm 0,2M.

Lời giải:

Đáp án:

Ta có [A] giảm 0,2M thì theo phương trình:

A  +   2B → C

0,2 → 0,4 → 0,2

⇒ [B] giảm 0,4

Nồng độ còn lại của các chất: [A] = 0,8 – 0,2 = 0,6M

[B] = 0,9 – 0,4 = 0,5M

Tốc độ phản ứng: v = k.[A].[B]² = 0,3 x 0,6 x (0,5)2 = 0,045

Câu 2. Cho phản ứng hóa học có dạng: A + B → C.

Tốc độ phản ứng thay đổi như thế nào khi:

a. Nồng độ A tăng 2 lần, giữ nguyên nồng độ B.

b. Nồng độ B tăng 2 lần, giữ nguyên nồng độ A.

c. Nồng độ của cả hai chất đều tăng lên 2 lần.

d. Nồng độ của chất này tăng lên 2 lần, nồng độ của chất kia giảm đi 2 lần.

e. Tăng áp suất lên 2 lần đối với hỗn hợp phản ứng, coi đây là phản ứng của các chất khí

Lời giải:

Đáp án:

Ta có: v = k.[A].[B]

a, Khi [A] tăng 2 lần thì : v_a = k.[2A].[B] = 2k.[A].[B] = 2v

Vậy tốc độ phản ứng tăng lên 2 lần.

b, Khi [B] tăng lên 2 lần thì : v_b = k.[2B].[A] = 2k.[A].[B] = 2v

Vậy tốc độ phản ứng tăng lên 2 lần.

c, Khi [A] và [B] đều tăng 2 lần: v_c = k.[2A].[2B] = 4k.[A].[B] = av

Vậy tốc độ phản ứng tăng lên 4 lần.

d, Nồng độ của chất này tằng 2 lần, nồng độ của chất kia giảm 2 lần, do đó tốc độ phản ứng không thay đổi.

e, Khi tăng áp suất 2 lần (tương ứng với việc giảm thể tích 2 lần) nghĩa là tăng nồng độ của mỗi phản ứng lên 2 lần, do đó tốc độ phản ứng tăng lên 4 lần

Câu 3. Khi bắt đầu phản ứng, nồng độ của một chất là 0,024 mol/l. Sau 10s xảy ra phản ứng nồng độ của chất đó là 0,022 mol/lít. Hãy tính tốc độ phản ứng trong thời gian đó

Lời giải:

Đáp án:

Tốc độ phản ứng: v = (0,024-0,022)/10 = 0,0002 (mol/lít.s)

Câu 4. Cho phản ứng Br₂ + HCOOH → 2HBr + CO₂

Nồng độ ban đầu của Br₂ là a mol/lít, sau 50 giây nồng độ Br₂ còn lại là 0,01 mol/lít. Tốc độ trung bình của phản ứng trên tính theo Br₂ là 4.104 mol (l.s). Tính giá trị của a.

Lời giải:

Đáp án:

Câu 5. Cho chất xúc tác Mn₂ vào 100 ml dung dịch H₂O₂, sau 60 giây thu được 3,36 ml khí O₂ (ở đktc). Tính tốc độ trung bình của phản ứng (tính theo H₂O₂) trong 60 giây.

Lời giải:

Đáp án:

Câu 6. Khi bắt đầu phản ứng, nồng độ của một chất là 0,024 mol. Sau 20 giây phản ứng, nồng độ của chất đó là 0,020 mol. Hãy tính tốc độ trung bình của phản ứng này trong thời gian đã cho.

Lời giải:

Đáp án:

Câu 7. Cho phản ứng hóa học: H₂(k) + I₂(k) ⇋ 2HI(k)

Công thức tính tốc độ của phản ứng trên là v = k [H₂] [I₂]. Tốc độ của phản ứng hoa học trên sẽ tăng bao nhiêu lần khi tăng áp suất chung của hệ lên 3 lần?

Lời giải:

Đáp án:

v = k[3H₂][3I₂] = 9.K.[H₂].[I₂]. Như vậy tốc độ phản ứng tăng 9 lần.

Câu 8. Cho phản ứng hóa học: 2NO(k) + O₂(k) → 2NO₂(k)

Tốc độ phản ứng hóa học trên được tính theo công thức y = k [NO]²[O₂]. Hỏi ở nhiệt độ không đổi, áp suất chung của hệ đã tăng bao nhiêu lần khi tốc độ của phản ứng tăng 64 lần?

Lời giải:

Đáp án:

Đặt x là số lần tăng của áp suất. Theo bài ra ta có v₂/v₁ = 64 = x³ → x = 4.

Các dạng bài tập về cân bằng hóa học

A. Phương pháp & Ví dụ

1. Xác định nồng độ, áp suất tại thời điểm cân bằng

Lý thuyết và Phương pháp giải

Dựa vào định luật tác dụng khối lượng cho các cân bằng thông qua mối quan hệ giữa nồng độ cân bằng với hằng số cân bằng nồng độ hay quan hệ giữa áp suất riêng phần tại thời điểm cân bằng với hằng số cân bằng áp suất.

   - Trong dung dịch tồn tại cân bằng: aA + bB cC + dD

K_C =

   - Phản ứng xảy ra trong pha khí: aA (k) + bB (k) cC (k) + dD (k)

Hằng số cân bằng tính theo nồng độ: K_C =

Hằng số cân bằng tính theo áp suất: K_P =

Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cân bằng của phản ứng khử CO₂ bằng C: C_(r) + CO_{2 (k)} ⇋ 2CO_(k)

Xảy ra ở 1000K với hằng số cân bằng K_P =

a) Tìm hàm lượng khí CO trong hỗn hợp cân bằng, biết áp suất chung của hệ là 2,5atm.

b) Muốn thu được hỗn hợp khí có tì khối hơi so với H₂ là 18 thì áp suất chung của hệ là bao nhiêu?

Hướng dẫn:

a) Ta có cân bằng C_(r) + CO₂ (k) 2CO (k) K_p

Ta có:P_co+P_co2 =2,5 và K_p =

⇒ p_CO = 2,071 atm; P_co2= 0,429 atm

Trong hệ cùng điều kiện nhiệt độ và thể tích ⇒ tỉ lệ về áp suất bằng tỉ lệ về số mol hay tỉ lệ về thể tích riêng. Vậy hỗn hợp lúc cân bằng chứa:

và CO₂ chiếm 16,16%

b) Khi khối lượng mol trung bình của hỗn hợp CO và CO₂ là 18.2=36 thì số mol CO và CO₂ bằng nhau nên ta có P_co= P_co2= 0,5P

Suy ra K_p =

Ví dụ 2: Người ta tiến hành phản ứng: PC1₅ ⇋ PC1₃ + Cl₂ trong một bình kín có dung tích không đổi ở nhiệt độ xác định. Nếu cho vào bình 0,5 mol PCl₅ thì áp suất đầu là 1,5 atm. Khi cân bằng được thiết lập, áp suất đo được bằng 1,75 atm

a) Tính độ phân li và áp suất riêng của từng cấu tử.

b) Thiết lập biểu thức liên hệ giữa độ phân li và áp suất chung của hệ.

Hướng dẫn:

Cân bằng: PCl₅ ⇋ PCl₃ + Cl₂ (1)

Ban đầu: x

Phản ứng: αx          αx     αx

Cân bằng: x(1 – α)      αx     αx

Tổng số mol hỗn hợp khí tại thời điểm cân bằng: n= x (1 + α)

Trong cùng điều kiện nhiệt độ, thể tích hỗn hợp phản ứng không đổi nên tỉ số mol bằng tỉ lệ áp suất.

Vậy ta có:

Áp suất riêng phần của PCl₅ :

Áp suất riêng phần của PCl₃ = áp suất riêng phần của Cl₂:

b) Theo cân bằng (1) trong hệ có thể tích và nhiệt độ không đổi thì:

P_S = P_T × (1 + α)

Ví dụ 3: Trong một bình kín có dung tích không đổi, người ta thực hiện phản ứng:

Ở nhiệt độ thí nghiệm, khi phản ứng đạt tới cân bằng, ta có:P_N2= 0,38atm, P_H2= 0,4atm, P_NH3= 2atm. Hãy tính Kp.

Hút bớt H₂ ra khỏi bình một lượng cho đến khi áp suất riêng phần cửa N₂ ở trạng thái cân bằng mới là 0,45atm thì dừng lại. Tính áp suất riêng phần của H₂ và NH₃ ở trạng thái cân bằng mới, biết rằng nhiệt độ của phản ứng không đổi.

Hướng dẫn:

Cân bằng: N₂ + 3H₂ ⇋ 2NH₃ (1)

Áp dụng định luật tác dụng khối lượng cho cân bằng (1):

K_p =

Khi hút bớt H₂ theo nguyên lí chuyển dịch cân bằng thì cân bằng (1) sẽ chuyển dịch theo chiều nghịch (chống lại sự giảm nồng độ hay áp suất riêng phần của H₂). Do đó áp suất của N₂ tăng là: 0,45 – 0,38 = 0,07 (atm), do đó áp suất riêng của NH₃ giảm đi bằng 2 lần áp suất của N₂ tăng: 0,07×2=0,14 (atm)

Vậy áp suất riêng phần của NH₃ tại thời điểm cân bằng mới là:

2 – 0,14 = 1,86 (atm)

Áp dụng định luật tác dụng khối lượng cho cân bằng (1):

K_p =

2. Xác định sư chuyển dịch cân bằng

Lý thuyết và Phương pháp giải

Dựa vào nguyên lí chuyển dịch cân bằng: “ Một phản ứng thuận nghịch đang ở trạng thái cân bằng khi chịu một tác động bên ngoài, như biến đổi nồng độ, áp suất, nhiệt độ sẽ chuyển dịch cân bằng theo chiều làm giảm tác đọng bên ngoài.”

Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Xét cân bằng sau trong một bình kín:

CaCO_3(rắn) CaO(rắn) + CO_2(khí) ΔH=178kJ

Ở 820^oc hằng số cân bằng K_C = 4,28.10^-3.

a) Phản ứng trên là phản ứng tỏa nhiệt hay thu nhiệt ?

b) Khi phản ứng đang ở trạng thái cân bằng, nếu biến đổi một trong những điều kiện sau đây thì hằng số cân bằng K_C biến đổi như thê nào? Giải thích.

      +) Giảm nhiệt độ của phản ứng xuống.

      +) Thêm khi CO₂ vào.

      +) Tăng dung tích của bình phản ứng lên.

      +) Lấy bớt một lượng CaCO₃ ra.

Hướng dẫn:

Phản ứng: CaCO_3(rắn) CaO₂ + CO_2(khí) ΔH=178kJ

a) Phản ứng thu nhiệt vì ΔH> 0

b) K_C = [CO₂]

      +) Khi giảm nhiệt độ của phản ứng xuống thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều nghịch (chiều tỏa nhiệt) để đến trạng thái cân bằng mới và ở trạng thái cân bằng mới này thì nồng độ CO₂ giảm ⇒ K_C giảm +) Khi thêm khí CO₂ vào ⇒ Nồng độ CO₂ tăng ⇒ Cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch nhưng ở trạng thái cân bằng mới nồng độ CO₂ không thay đổi K_C không đổi.

      +) Khi tăng dung tích của bình phản ứng lên ⇒ Áp suất của hệ giảm (nồng độ CO₂ giảm) ⇒ Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận làm tăng nồng độ CO₂ nhưng chỉ tăng đến khi nồng độ CO₂ trước khi dung tích của bình lên thì dừng lại và cân bằng thiết lập ⇒ K_C không đổi.

      +) Lấy bớt một lượng CaCO₃ ra thì hệ cân bằng không chuyển dịch ⇒ K_C không đổi.

Ví dụ 2: Cho cân bằng hóa học: 2NO₂ ⇋ N₂O₄ ΔH= -58,04kJ. Cân bằng sẽ chuyển dịch như thế nào, giải thích, khi:

a) Tăng nhiệt độ, tăng áp suất.

b) Thêm xúc tác.

Hướng dẫn:

Phản ứng hóa học: 2NO₂ ⇋ N₂O₄ ΔH = -58,04kJ ΔH<0 là phản ứng tỏa nhiệt.

a) Khi tăng nhiệt độ, phản ứng thu nhiệt nên cân bằng được chuyển dịch sang trái.

Tăng áp suất, cân bằng được chuyển dịch sang phải để tạo thành số moi khí nhỏ hơn.

b) Khi thêm chất xúc tác, chỉ làm tăng tốc độ phản ứng chứ không chuyển dịch cân bằng.

3. Xác định hằng số cân bằng

Lý thuyết và Phương pháp giải

   -Với phản ứng dạng : aA + bB cC + dD

Hằng số cân bằng: K =

Ví dụ minh họa

Ví dụ 1 . Cho biết phản ứng thuận nghịch sau:

H_2(k) + I_2(k) 2HI_(k)

Nồng độ các chất lúc cân bằng ở nhiệt độ 430^oC như sau:

[H₂ ]=[I₂]= 0,107M; [HI]= 0,768M

Tìm hằng số cân bằng K_C của phản ứng ở 430^oC

Hướng dẫn:

Biếu thức tính hằng số cân bằng: K_C =

Thay các giá trị [HI]= 0,786M; [H₂]=[I₂]=0,107M

Vậy: K_C =

Ví dụ 2. Nồng độ ban đầu của H₂ và I₂ đều là 0,03 mol/l. Khi đạt đến cân bằng, nồng độ của HI là 0,04 mol/l

a) Tính nồng độ cân bằng của H₂ và I₂

b) Tính nồng độ cân bằng K của phản ứng tổng hợp HI

Hướng dẫn:

Nồng độ của H₂ và I₂ ban đầu đề là 0,03 mol/l. Chúng phản ứng với nhau theo

phương trình:

H₂ + I₂ → 2HI

a) Lúc cân bằng: Nồng độ HI là 0,04mol/l. Như vậy đã có:

=0,02 mol/l phản ứng với 0,02 mol/l I₂

⇒Nồng độ cân bằng của H₂ và I₂ là:

[H₂]=[I₂]=0,03 – 0,02 =0,01 (mol/l)

b) Hằng số cân bằng K của phản ứng tổng hợp HI.

c) K_C =

B. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1. Cho phản ứng thuận nghịch sau:

2NaHCO₃ (r) ⇋ Na₂CO₃ (r) + CO₂(k) + H₂O (k)     ΔH = 129kJ

Có thể dùng những biện pháp gì để chuyển hóa nhanh và hoàn toàn NaHCO₃ thành Na₂CO₃.

Lời giải:

Đáp án:

Nhận thấy chiều thuận của phản ứng có ΔH = 129kJ > 0: thu nhiệt và có số mol khí tăng lên.

Vây biện pháp để cân bằng chuyển dịch hoàn toàn theo chiều thuận là

- Đun nóng (tăng nhiệt độ).

- Giảm áp suất bằng cách thực hiện phản ứng trong bình hở.

Câu 2. Cho phản ứng: 2SO₂ (k) + O₂ (k) ⇋ 2SO₃ (k)     ΔH < 0

Cân bằng chuyển dịch theo chiều nào khi:

a) Tăng nồng độ SO₂

b) Giảm nồng độ O₂

c) Giảm áp suất

d) Tăng nhiệt độ.

Lời giải:

Đáp án:

a) Khi tăng nồng độ SO₂ thì cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận nghĩa là chiều làm giảm nồng độ SO₂.

b) Khi giảm nồng độ O₂ thì cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch nghĩa là chiều tạo ra O₂.

c) Khi giảm áp suất thì cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch nghĩa là chiều tăng số mol khí.

d) Khi tăng nhiệt độ cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch nghĩa là chiêu phản ứng thu nhiệt.

Câu 3. Sản xuất amoniac trong công nghiệp dựa trên phương trình hóa học sau:

2N₂(k) + 3H₂(k) ⇋ 2NH₃(k) ΔH = -92kJ

Cân bằng hóa học sẽ chuyển dịch về phía tạo ra amoniac nhiều hơn khi thực hiện. những biện pháp kĩ thuật nào? Giải thích.

Lời giải:

Đáp án:

Để thu được nhiều amoniac, hiệu quả kinh tế cao có thể dùng các biện pháp kĩ thuật sau đây:

- Tăng nồng độ N₂ và H₂.

- Tăng áp suất chung của hệ lên khoảng 100 atm, vì phản ứng thuận có sự giảm thể tích khí.

- Dùng nhiệt độ phản ứng thích hợp khoảng 400 - 450^oC và chất xúc tác để tăng tốc độ phản ứng tạo thành NH3. Chú ý rằng chất xúc tác không làm chuyển dịch cân bằng.

- Tận dụng nhiệt của phản ứng sinh ra để sấy nóng hỗn hợp N₂ và H₂.

- Tách NH3 ra khỏi hỗn hợp cân bằng và sử dụng lại N₂ và H₂ còn dư.

Câu 4. Sự tăng áp suất ảnh hưởng như thế nào đến trạng thái cân bằng của các phản ứng hóa học sau:

a) 3O₂ (k) ⇋ 2O₃ (k)

b) H₂(k) + Br₂(k) ⇋ 2HBr(k)

c) N₂O₄(k) ⇋ 2NO₂(k)

Lời giải:

Đáp án:

Để đánh giá tác động của áp suất cần so sánh sự biến đổi của thể tích khí trước và sau phản ứng. Nếu sau phản ứng có sự giảm thể tích thì áp suất tăng làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận và ngược lại, áp suất không có ảnh hưởng tới cân bằng của các phản ứng không thay đổi thể tích khí.

3O₂ (k) ⇋ 2O₃ (k)

Phản ứng (a) có sự giảm thể tích, cân bằng chuyển theo chiều thuận khi áp suất tăng.

H₂(k) + Br₂(k) ⇋ 2HBr(k)

Phản ứng (b) không có sự thay đổi thể tích, cân bằng không phụ thuộc vào áp suất.

c) N₂O₄(k) ⇋ 2NO₂(k)

Phản ứng (c) có sự tăng thể tích, cân bằng chuyển theo chiều nghịch khi áp suất tăng.

Câu 5. Cho phản ứng: CO (k) + Cl₂ (k) ⇋ COCl₂ (k) được thực hiện trong bình kín ở nhiệt độ không đổi, nồng độ ban đầu của CO và Cl₂ bằng nhau và bằng 0,4M.

a) Tính hằng số cân bằng của phản ứng biết rằng khi hệ đạt trạng thái cân bằng thì chỉ còn 50% lượng CO ban đầu.

b) Sau khi cân bằng được thiết lập ta thêm 0,1 mol CO vào 1 lít hỗn hợp. Tính nồng độ các chất lúc cân bằng mới được thiết lập.

Lời giải:

Đáp án:

Câu 6. Cho cân bằng hóa học sau:

2SO₂(k) + O₂ (k) ⇋ 2SO₃ (k); ΔH < 0

Để cân bằng dịch chuyển theo chiều nghịch thì:

A. Tăng áp suất, giảm nhiệt độ, giảm nồng độ O₂

B. Giảm áp suất, tăng nhiệt độ, lấy SO₂ ra khỏi hệ

C. Lấy SO₃ ra liên tục

D. Không dùng xúc tác nữa.

Lời giải:

Đáp án:

B.

Câu 7. Phát biểu nào về chất xúc tác là không đúng?

A. Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng

B. Chất xúc tác làm giảm thời gian đạt tới cân bằng của phản ứng

C. Chất xúc tác được hoàn nguyên sau phản ứng

D. Chất xúc làm cho phản ứng dịch chuyển theo chiều thuận.

Lời giải:

Đáp án:

D. Lưu ý: chất xúc tác không làm chuyển dịch cân bằng.

Câu 8. Cho phản ứng thuận nghịch sau:

A₂(k) + B₂(k) ⇋ 2AB(k); ΔH > 0

Để cân bằng dịch chuyển sang chiều thuận thì:

A. Tăng nhiệt độ, giảm áp suất

B. Tăng nhiệt độ, giữ nguyên áp suất

C. Giảm nhiệt độ, tăng áp suất

D. Nhiệt độ và áp suất đều tăng

Lời giải:

Đáp án:

B. Phản ứng thu nhiệt theo chiều thuận

Do số mol không thay đổi nên áp suất không ảnh hưởng đến cân bằng hóa học