Can-bang-hh

Cân bằng hoá học
I. Lý thuyết
Cho CB : a A + b B cC + d D
Ta có : v
t
= k
t
.[A]
a
.[B]
b
.
v
n
= k
n
[C]
c
[D]
d
.

k
t
.[A]
a
.[B]
b
= k
n
[C]

c
[D]
d



n
t
k
k
=
ba
dc
BA
DC
][][
][][
= k
C
.
Do k
t
, k
n
là hằng số nên k
C
cũng là hằng số
K
C

chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ, không phụ thuộc nồng độ.
II. Bài tập
1. Hằng số cân bằng của phơng trình: H
2
+ I
2
2HI ở nhiệt độ nào đó bằng 40. Xác định
% H
2
và I
2
chuyển thành HI nếu nồng độ ban đầu của chúng coi nh bằng nhau và bằng
0,01 mol/l.
HD
H
2
+ I
2
2 HI
Ban đầu: 0,01 0,01
P: x x 2x
Sau p: 0,01-x 0,01-x 2x
Ta có:
K
cb
=
]][[
][
22
2

IH
HI
=
2
2
)01,0(
)2(
x
x

= 40

x = 0,076
Có 76% H
2
và I
2
đã chuyển hoá thành HI.
2. Cho p: 2SO
2
+ O
2
2SO
3
.
ở nhiệt độ t
0
C cân bằng các chất: [SO
2
] = 0,2 mol/l, [O

2
] = 0,1 mol/l, [SO
3
] = 1,8 mol/l
a. Tính v
t
, v
n
b. Hỏi v
t
và v
n
thay đổi nh thế nào và cân bằng hóa học của p trên sẽ chuyển dịch theo
chiều nào khi thể tích hỗn hợp giảm xuống 3 lần.
HD
Ta có: v
t
= k
t
.[SO
2
]
2
.[O
2
] = k
t
.(0,2)
2
.0,1 = 0,004k

t
.
v
n
= k
n
.[SO
3
]
2
= k
n
.(1,8)
2
=
Sau khi thể tích hỗn hợp giảm xuống 3 lần thì nồng độ các chất tăng lên 3 lần. Lúc đó:
v
t

= k
t
.(0,2.3)
2
0,1.3 = 27v
t
.
v
n

= k

n
(1,8.3)
2
= 9v
n
.
Vận tốc p thuận tăng 27 lần, còn p nghịch tăng 9 lần. Vậy CBHH chuyển dịch sang phải.
3. Cho khí HI vào một bình kín rồi đun nóng tới một nhiệt độ xác định thì xảy ra p:
2HI H
2
+ I
2
a. Tính % số mol HI bị phân huỷ thành I
2
và H
2
khi p đạt tới TTCB, biết k
n
= 64k
t
.
b. Nếu lợng HI cho vào ban đầu 0,5 mol và dung tích bình p là 5 lít thì ở TTCB nồng độ
mol/l các chất là bao nhiêu?
HD
a. 2HI H
2
+ I
2
.
Bđ: a 0 0

P: a-2x x x
Ta có:
v
t
= k
t
.(a-2x)
2
v
n
= k
n
.x
2


Khi p đạt CB thì v
t
= v
n
.

k
t
(a-2x)
2
= k
n
.x
2

x = 0,1a

2x = 20%a
b. a = 0,5/5 = 0,1

x = 0,1.0,1 = 0,01 mol/l
Vậy ở TTCB: [HI] = 0,1 0,02 = 0,08 mol/l, [H
2
] = [I
2
] = 0,01 mol/l
4. Hằng số cân bằng của p điều chế NH
3
: N
2
+ 3H
2
2NH
3
ở 500
0
C bằng 1,5.10
-5
atm
-2
. Tính xem có bao nhiêu % (N
2
+ 3H

2
) ban đầu đã chuyển thành NH
3
nếu p thực hiện
ở 500atm, 1000atm. Cho nhận xét về kết quả. Biết K
p
=
3
2
22
3
.
HN
NH
pp
p
.
Khi p đạt TTCB : v
t
= v
n
Ta có:
3
2
22
3
.
HN
NH
pp

p
= 1,5.10
-5
(1)
Mà : p
2
H
= 3p
2
N
(2)
p
2
N
+ p
2
H
+ p
3
NH
= p (3)

3p
2
N
+ p
2
N
+ p
3

NH
= p

p
2
N
=
4
3
NH
pp


p
2
H
=
4
)(3
3
NH
pp
Thay p
2
N
và p
2
H
vào (1) ta đợc :
4

2
)(
256
27
3
3
NH
NH
pp
p

= 1,5.10
-5



2
)(
3
3
NH
NH
pp
p

= 1,26.10
-3
.
* Nếu p = 500 atm :

1,26.10
-3
p
2
3
NH
- 2,26.p
3
NH
+ 315 = 0

p
3
NH
= 152 atm
* Nếu p = 1000 atm : 1,26.10
-3
p
2
3
NH
- 3,52p
3
NH
+ 1,26.10
3
= 0

p
3

NH
= 424 atm.
N
2
+ 3 H
2
2 NH
3

Ban đầu: 1 3
P: a 3a 2a
Sau p: 1- a 3 3a 2a
* Nếu p = 500 atm


p
p
NH
3
=
a
a
24
2

=
500
152

a = 0,4662

Vậy % hỗn hợp ban đầu : 4a/4 = a = 46,62%
* Nếu p = 1000 atm

a = 0,5955 Vậy % hỗn hợp ban đầu : 4a /4 = a = 59,55 %

Khi p tăng thì cân bằng chuyển dịch sang phải tức là theo chiều giảm áp suất.
5. Cho phản ứng: CO + Cl
2
COCl
2
thực hiện trong bình kín dung tích 1 lít ở nhiệt độ
không đổi. Khi cân bằng [CO] = 0,02; [Cl
2
] = 0,01; [COCl
2
] = 0,02. Bơm thêm vào bình
1,42gam Cl
2
. Nồng độ mol/l của CO; Cl
2
và COCl
2
ở trạng thái cân bằng mới lần lợt là
A. 0,013; 0,023 và 0,027. B. 0,014; 0,024 và 0,026.
C. 0,015; 0,025 và 0,025. D. 0,016; 0,026 và 0,024.
HD
CO + Cl
2
COCl
2

.
Bđ : x y
P : 0,02 0,02 0,02
Cb : 0,02 0,01 0,02

K
C
= 0,02/0,02.0,01 = 100

CO + Cl
2
COCl
2

Bđ : 0,02 0,03 0,02
P : a a a
Cb : 0,02-a 0,03-a 0,02+a
Ta có :
0,02+a = 100(0,02-a)(0,03-a)

0,02 + a = 0,06 5a + 100a
2


100a
2
6a + 0,04 = 0

a
1

= 0,05 (loại)
a
2
= 0,007

[CO] = 0,02-0,007 = 0,013, [Cl
2
] = 0,023, [COCl
2
] = 0,027
6. Cho cân bằng: N
2
O
4
2NO
2
. Cho 18,4 gam N
2
O
4
vào bình chân không dung tích 5,9 lít ở
27
O
C, khi đạt đến trạng thái cân bằng, áp suất là 1 atm. Hằng số cân bằng K
C
ở nhiệt độ này
là:
A. 0,040. B. 0,007. C. 0,500. D. 0,008.
HD
Số mol N

2
O
4
= 0,2 mol
Ta có : p
đ
= nTR/V = 0,2.300.0,082/5,9 = 0,83
Do T = const nên : p
đ
/p
s
= n
đ
/n
s


n
s
= p
s
.n
đ
/p
đ
= 1.0,2/0,83 = 0,24 mol
N
2
O
4

2NO
2

Bđ : 0,2
P : x 2x
Cb : 0,2 x 2x
Ta có : 0,2 x + 2x = 0,24

x = 0,04

K
C
= [NO
2
]
2
/[N
2
O
4
] = 0,08
2
/0,16 = 0,04
7. Cho phơng trình phản ứng: 2A(k) + B(k) 2X(k) + 2Y(k). Ngời ta trộn 4 chất, mỗi
chất 1 mol vào bình kín dung tích 2 lít (không đổi). Khi cân bằng, lợng chất X là 1,6 mol.
Hằng số cân bằng của phản ứng này là
A. 58,51 B. 33,44. C. 29,26 D. 40,96.
HD
8. Cho phản ứng: CO (k) + H
2

O (k) CO
2
(k) + H
2
(k)
Biết K
C
của phản ứng là 1 và nồng độ ban đầu của CO và H
2
O tơng ứng là 0,1 mol/l và 0,4
mol/l. Nồng độ cân bằng (mol/l) của CO và H
2
O

tơng ứng là
A. 0,08 và 0,08. B. 0,02 và 0,08. C. 0,02 và 0,32. D. 0,05 và 0,35.
HD
9. Khi tiến hành este hóa giữa 1 mol CH
3
COOH với 1 mol C
2
H
5
OH thì thu đợc 2/3 mol
este. Để đạt hiệu suất cực đại là 90% (tính theo axit) khi tiến hành este hóa 1 mol axit
axetic cần số mol rợu etylic là (các phản ứng este hoá thực hiện ở cùng nhiệt độ)
A. 0,342. B. 2,925. C. 0,456. D. 2,412.
HD
10
*

. Cho phản ứng sau ở một nhiệt độ nhất định: N
2
+ 3H
2
2NH
3
. Nồng độ (mol/l) lúc
ban đầu của N
2
và H
2
lần lợt là 0,21 và 2,6. Biết K
C
của phản ứng là 2. Nồng độ cân bằng
(mol/l) của N
2
, H
2
, NH
3
tơng ứng là:
A. 0,08; 1 và 0,4. B. 0,01; 2 và 0,4. C. 0,02; 1 và 0,2. D. 0,001; 2 và 0,04.
HD
11. Trộn 1 mol H
2
với 1 mol I
2
trong bình kín dung tích 1 lít. Biết rằng ở 410
O
, hằng số tốc

độ của phản ứng thuận là 0,0659 và hằng số tốc độ của phản ứng nghịch là 0,0017. Khi
phản ứng đạt tới trạng thái cân bằng ở 410
O
C thì nồng độ của HI là
A. 2,95. B. 1,52. C. 1,47. D. 0,76.
HD
I
2
(k) + H
2
(k) 2HI (k)
Bđ : 1 1
P : x x 2x
Cb : 1-x 1-x 2x
Ta có : 0,0659(1-x)
2
= 0,0017.(2x)
2
= 0,0068x
2
.

x = 0,76
12. Cho CB : A + B C + D có K
cb
= 1.
Giả sử [C] và [D] ban đầu bằng không, lúc CB là 2M. Hãy tính nồng độ ban đầu của A và
B trong các trờng hợp sau :
a. Nồng độ ban đầu của A và B bằng nhau.
b. Nồng độ của A lớn hơn B là 3M.

HD
Khi đạt đến trạng thái CB : k
t
[A][B] = k
n
[C][D]

K
cb
=
n
t
k
k
=
]][[
]][[
BA
DC
= 1

[A][B] = [C][D]
Khi CB : [C] = [D] = 2M

[A] = [B] = 2M
b. nồng độ của A ban đầu lơn hơn B là 3M
13. Cho CB : A + 2B C
Cho biết [A]
bđ
= 0,3M, [B]

bđ
= 0,4M và k
t
= 0,4. Tính vận tốc p lúc ban đầu và lúc cân bằng
khi nồng độ chất A giảm 0,1M
HD
Ta có : v
t
=k
t
[A][B]
2
= 0,4.0,3.0,5
2
= 0,03
Theo pthh nếu nồng độ chất A giảm 0,1M thì nồng độ chất B giảm 0,2M. Do vậy lúc CB
[A] = 0,2M, [B] = 0,3M

v
t


= 0,4.0,2.0,3
2
= 0,0072
14. Trong một bình kín có thể tích 2 lít, ngời ta cho vào đó 17,6 g khí CO
2
và 3,2 g khí H
2
ở 850

0
C cân bằng p : CO
2
+ H
2
CO + H
2
O đợc thiết lập có K
cb
= 1. Tính nồng độ 4
chất.
HD
CO
2
+ H
2
CO + H
2
O
Bđ : 0,2 0,8
P : x x x x
Cb : 0,2-x 0,8-x x x
Ta có : K
cb
= 1

x = 0,16

[CO] = [H
2

O] = 0,16M

[CO
2
] = 0,04M, [H
2
] = 0,64 M
15. Trong một bình kín có thể tích 3 lít. Thoạt đầu ngời ta cho vào 168 gam nitơ và 6 gam
hiđro. ở nhiệt độ xác định, cân bằng N
2
+ 3H
2
2NH
3
đợc thiết lập lúc đó lợng nitơ
giảm 10%. Hỏi áp suất thay đổi nh thế nào?
HD
Số mol N
2
lúc đầu : 6 mol.
Số mol N
2
p : 6.10% = 0,6 mol
Số mol H
2
lúc đầu = 3 mol
Ta có p :
N
2
+ 3H

2
2NH
3

Bđ : 6 3 0
P : 0,6 1,8 1,2
Cb : 5,4 1,2 1,2
Do V
bình
và T = const, nên p
1
/p
2
= n
1
/n
2
.
Ta có : n
1
= 6+3 = 9, n
2
= 5,4 + 1,2 + 1,2 = 7,8 mol

p
1
/p
2
= 9/7,8 = 1,15