Ôn HSG Cân bằng Hóa Học

Trường THPT Kỹ Thuật Lệ Thủy Tài liệu luyện thi HSG

 Giáo viên: Nguyễn Cao Chung - 1 -
CÂN BẰNG HÓA HỌC

Câu 1: Phản ứng dưới đây đạt đến cân bằng ở 109K với hằng số cân bằng K
p
= 10:
C (r) + CO
2
(k)  2CO (k)
(a) Tìm hàm lượng khí CO trong hỗn hợp cân bằng, biết áp suất chung của hệ là 1,5atm.
(b) Để có hàm lượng CO bằng 50% về thể tích thì áp suất chung là bao nhiêu?
Giải: (a) C + CO
2


2CO

n
[ ] (1 - x) 2x 1 + x (mol)
Ta có:
5,1
x1
x1
x1
x2
P
P
K
2

CO
2
CO
P
2











= 10  x = 0,79
Vậy hỗn hợp cân bằng chứa 2.0,79 = 1,58 mol CO (88,27%) và 1 – 0,79 = 0,21 mol CO
2
(11,73%)
(b) Từ
10P
5,0
)5,0(
K
2
P

 P = 20 atm.
Câu 2: Cho phản ứng: 2SO

2
(k) + O
2
(k)  2SO
3
(k) H = - 198 kJ
Cho 10,51 mol khí SO
2
và 37,17 mol không khí (20% về thể tích là O
2
còn lại là N
2
) có xúc tác là
V
2
O
5
. Thực hiện phản ứng ở 427
0
C, 1 atm thì phản ứng đạt hiệu suất 98%. Tính hằng số cân bằng K
C
,
K
P
của phản ứng ở 427
0
C.
Giải: nO
2 bđ
= 7,434 (mol), nN

2 bđ
= 29,736 (mol)
2SO
2
(k) + O
2
 2SO
3
(k) H

= - 198 kJ
Ban đầu: 10,51 (mol) 7,434 (mol) 0
Lúc phản ứng: 10,3 (mol) 5,15 (mol) 10,3 (mol)
Lúc CB: 0,21 (mol) 2,284 (mol) 10,3 (mol)
∑số mol hỗn hợp ở TTCB = 0,21 + 2,284 + 10,3 + 29,736 = 42,53 (mol)
P
i
= x
i
.P = x
i
.1 = x
i

2
3
P
2
2 2
(Pso )

K =
(Pso ) .Po
và
- n
C P
K =K (RT)

(R = 0,082, T = 427 + 273 = 700
0
K, n = -1)


2
4
P
2
(10,3) .42,53
K = >> 4,48.10
(0,21) .2,284

và
4 -(-1) 4
C
K =4,48.10 .(0,082.700) 257.10


Câu 3: Cho cân bằng hóa học sau: N
2
O
4

(k)

⇌ 2NO
2
(k) (1)
Thực nghiệm cho biết khối lượng mol phân tử trung bình của hai khí trên ở 35
o
C bằng 72,45 g/mol
và ở 45
o
C bằng 66,80 g/mol.
(a) Tính độ phân li của N
2
O
4
ở mỗi nhiệt độ trên?
(b) Tính hằng số cân bằng K
P
của (1) ở mỗi nhiệt độ trên? Biết P = 1 atm
(c) Cho biết theo chiều nghịch, phản ứng thu nhiệt hay tỏa nhiệt?
Giải: Xét cân bằng: N
2
O
4
(k) ⇌ 2NO
2
(k) (1)
(a) Gọi a là số mol của N
2
O

4
có trong 1 mol hỗn hợp

số mol NO
2
trong 1 mol hỗn hợp là (1 - a)
mol
*Ở 35
0
C có
M
= 72,45 g/mol = 92a + 46(1 - a)

a = 0,575 mol = nN
2
O
4
và nNO
2
= 0,425 mol
N
2
O
4
(k)

⇌ 2NO
2
(k)
Ban đầu x 0

Phản ứng 0,2125 0,425
Cân bằng x - 0,2125 0,425
x - 0,2125 = 0,575

x = 0,7875 mol , vậy
 %100
7875,0
2125,0
26,98%
*Ở 45
0
C có
M
= 66,80 g/mol = 92a + 46(1 - a)

a = 0,4521mol = nN
2
O
4
và nNO
2
= 0,5479 mol
N
2
O
4(k)
⇌ 2NO
2(k)
Ban đầu x 0
Phản ứng 0,27395 0,5479

Trường THPT Kỹ Thuật Lệ Thủy Tài liệu luyện thi HSG

 Giáo viên: Nguyễn Cao Chung - 2 -
Cân bằng x - 0,27395 0,5479
x - 0,27395 = 0,4521

x = 0,72605 mol , vậy
 %100
72605,0
27395,0
37,73%
(b)
P
n
n
P
hh
NO
NO
2
2

,
P
n
n
P
hh
ON
ON

42
42

và P = 1 atm
Ở 35
0
C

575,0
)425,0(
P
)P(
K
2
ON
2
NO
P
42
2
0,314
Ở 45
0
C

4521,0
)5479,0(
P
)P(
K

2
ON
2
NO
P
42
2
0,664
c) Từ kết quả thực nghiệm ta thấy, khi nhiệt độ tăng từ 35
0
C lên 45
0
C thì

tăng. Có nghĩa khi nhiệt
độ tăng cân bằng dịch chuyển theo chiều thuận. Vậy theo chiều thuận phản ứng thu nhiệt, nên theo
chiều nghịch phản ứng tỏa nhiệt.
Câu 4:
Tính xem có bao nhiêu % chất ban đầu (N
2
+ 3H
2
) đã chuyển thành amoniac, nếu phản ứng
được thực hiện ở 500

atm ,1000atm và nhận xét kÕt qu¶ víi nguyªn lÝ chuyÓn dÞch c©n b»ng? BiÕt
hằng số cân bằng của phản ứng điều chế amoniac ở 500
0
C là 1,5.10
–5

atm
–2
.
: Giải: N
2
+ 3H
2



2NH
3


5
3
2
10.5,1
.
22
3


HN
NH
PP
P
=>
22

3
HN
PP 
=>
pPPP
NHHN

322
=>
)(4/1
32
NHN
PPP 


)(4/3
32
NHH
PPP 
=>
4
2
)(27
256
3
3
NH
NH
PP
P


= 1,5.10
-5
=>
2
).(27
16
3
3
NH
NH
PP
P

=
5
10.5,1


=> P =500atm =>
3
NH
P
= 152atm :
P = 1000atm =>
3
NH
P
= 424 atm

Tính % chuyển hoá: N
2
+ 3H
2



2NH
3

Ban đầu: 1 3 0 mol
Phản ứng a 3a 2a mol
Sau phản ứng (1-a) (3-3a) 2a mol
=>
4662,0
500
152
2
4
2


a
a
a
=> % hỗn hợp ban đầu: 4a/4 = a => 46,62%
=>
5955,0
500
424

2
4
2


a
a
a
=> % hỗn hợp ban đầu: 4a/4 = a => 59,55%
=> áp suất tăng cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm áp suất của hệ.
Câu 5: N
2
O
4
phân li 20,0% thành NO
2
ở 27
o
C và 1,00 atm. Hãy xác định
(a) giá trị K
p
;
(b) độ phân li của N
2
O
4
tại 27
o
C và 0,10 atm;
(c) độ phân li của 69g N

2
O
4
trong bình 20 L ở 27
o
C.
Giải: Xét phản ứng phân li:
N
2
O
4



2NO
2

n 0
n 2n
n-n 2n
Phần mol:



1
1



1

2
,
P
1
4
P
P
P
K
2
2
ON
2
NO
ON
2
NO
P
42
2
42
2








(a) 17,01
)2,0(1
)2,0(4
P
1
4
K
2
2
2
2
P







Trường THPT Kỹ Thuật Lệ Thủy Tài liệu luyện thi HSG

 Giáo viên: Nguyễn Cao Chung - 3 -
(b)
%)6,54(546,017,010,0
1
4
2
2






(c)
mol75,0
92
69
n 
. Sử dụng công thức
)1(9225,0
20
300082,0)1(75,0
P
42
ON











 845,1
20
300082,0.75,0.2
P

2
NO

17,0
)1(9225,0
)845,1(
K
2
P





%)27,19(1927,0

Bài 6: Xét phản ứng tổng hợp amoniac : N
2
(k) + 3H
2
(k) ⇄ 2NH
3
(k)
Ở 450
o
C hằng số cân bằng của phản ứng này là K
P
= 1,5.10
-5
.

(a) Ban đầu trộn N
2
và H
2
theo tỉ lệ 1:3 về thể tích. Tính hiệu suất phản ứng tổng hợp NH
3
khi áp
suất hệ bằng 500 atm và bằng 1000 atm.
(b) Các kết quả tính được có phù hợp với nguyên lý chuyển dời cân bằng hóa học hay không?
1. Giải: (a) Gọi x và h lần lượt là số mol ban đầu của N
2
và hiệu suất phản ứng.
N
2
(k) + 3H
2
(k) ⇄ 2NH
3
(k)
n
o
x 3x 0
n hx 3hx 2hx
x(1-h) 3x(1-h) 2hx  n = x(4-2h)
3
2
3
HN
2
NH

P
P
)h24(x
)h1(x3
P
)h24(x
)h1(x
P
)h24(x
xh2
P.P
P
K
22
3































KP
)h1(2,5
)h24(h2
2




(*)
-Tại 500 atm, (*)
01,10h2,28h1,14
2

với
1

h


467,0h


, vậy hiệu suất phản ứng bằng 46,7%
-Tại 1000 atm, (*)
01,10h2,28h1,14
2

với
1
h


593,0h


, vậy hiệu suất phản ứng bằng 59,3%
(b) Khi áp suất tăng, hiệu suất phản ứng tổng hợp NH
3
tăng. Điều này phù hợp với nguyên lý
chuyển dời cân bằng. Khi tăng áp suất, cân bằng chuyển dòi theo chiều làm giảm số phân tử khí
(với phản ứng tổng hợp NH
3
là chiều thuận).
Câu 7:
Cho phản ứng: H
2 (K)

+ I
2

(K)


2HI
(K)

Thực hiện phản ứng trong bình kín 0,5lít ở t
o
C với 0,2mol H
2
và 0,2mol I
2
.Khi phản ứng đạt trạng thái
cân bằng nồng độ của HI là 0,3mol/lít.
1.1.Tính hằng số cân bằng của phản ứng ở t
o
C.
1.2 Thêm vào cân bằng trên 0,1mol H
2
thì cân bằng dịch chuyển theo chiều nào tính nồng độ các chất
ở trạng thái cân bằng mới.
1.3 Tính hằng số cân bằng của phản ứng sau ở t
o
C.
HI
(K)

2
1
H
2 (K)
+
2
1
I
2

(K)
Giải: 1.1.Tính hằng số cân bằng của phản ứng ở t
o
C.
Theo giả thiết: [H
2
] = [I
2
] = 0,4mol/lít

H
2 (K)
+ I
2

(K)


2HI

(K)

Trước phản ứng: 0,4 (mol/lít) 0,4(mol/lít)
Lúc cân bằng: 0,25(mol/lít) 0,25 (mol/lít ) 0,3 (mol/lít )
K
cb
=
44,1
25,0.25,0
3,0
2


1.2.Nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng mới:
Trường THPT Kỹ Thuật Lệ Thủy Tài liệu luyện thi HSG

 Giáo viên: Nguyễn Cao Chung - 4 -
 Nếu thêm vào cân bằng 0,1mol H
2
nồng độ H
2
tăng cân bằng dịch chuyển theo chiều thuận.

Khi thêm 0,1 mol H
2
nồng độ H
2
= 0,25 + 0,2 = 0,45mol/lít
Gọi x là nồng độ H
2

tham gia phản ứng để đạt cân bằng mới.
H
2 (K)
+ I
2

(K)


2HI
(K)

Trước phản ứng: 0,45 (mol/lít) 0,25(mol/lít) 0,3(mol/lít)
Lúc cân bằng: 0,45-x (mol/lít ) 0,25-x (mol/lít) 0,3+2x (mol/lít)

K
cb
=
44,1
)45,0).(25,0(
)23,0(
2



xx
x
 2,56x
2
+ 2,208x – 0,072 = 0 ĐK: 0< x < 0,25

Giải phương trình ta được : x = 0,03146 nhận ; x
/
= -0,89 loại.
Vậy :
[H
2
] = 0,41854 (mol/lít)
[I
2
] = 0,21854 (mol/lít)
[HI] = 0,36292 (mol/lít)
1.3 Hằng số cân bằng của phản ứng sau ở t
o
C.
HI
(K)


2
1
H
2 (K)
+
2
1
I
2

(K)
Gọi K

/
cb
là hằng số cân bằng của phản ứng:
Ta có K
/
cb
=
   
 
HI
IH
2
1
2
2
1
2
=
cb
K
1
=
44,1
1
=
6
5

Câu 8
: Cho 2 mol N

2
và 8 mol H
2
vào bình kín có thể tích là 2 lít, sau khi phản ứng:
N
2(K)
+ 3H
2(K)
2NH
3(K)
Đạt trạng thái cân bằng , đưa nhiệt độ về nhiệt độ ban đầu , thì áp suất trong bình bằng 0,9 lần áp suất
đầu. Tính K cân bằng.
Giải: Tổng số mol ban đầu trong bình kín :

bđ
n
= 2+ 8 = 10 mol
Trong cùng điều kiện t
0
và V : Tỉ lệ mol = Tỉ lệ áp suất.
Ta có:
s
đ
P
P
=
s
đ
n
n



9,0
1
=
s
n
10


n
s
= 0,9 x 10 = 9 mol
Gọi x là số mol N
2
tham gia phản ứng:
N
2(K)
+ 3H
2(K)
2NH
3(K)
Trước pứ: 2 mol 8 mol
Phản ứng: x mol 3x mol 2x mol
Sau pứ : (2 – x) (8-3x) 2x mol
Tổng số mol các chất khí sau phản ứng:

s
n

= 10 – 2x = 9 mol

x = 0,5mol
Ở trạng thái cân bằng : n
N
2
= 2 – 0,5 = 1,5 mol

[N
2
] =
2
5,1
= 0,75 mol/lí
n
H
2
= 8 – 3 x 0,5 = 6,5 mol/lít

[H
2
] =
2
5,6
= 3,25 mol/lít ; n
NH
3
= 2 x 0,5 = 1 mol



[NH
3
] =
2
1
= 0,5 mol/lít

K
cb
=
2
2
3
3
2
.
H
N
NH
CC
C
=
3
2
)25,3).(75,0(
)5,0(
= 9,71. 10
-3

Câu 9

: Cho cân bằng : N
2
O
4



2NO
2

Lấy 18,4 gam N
2
O
4
vào bình chân không có dung tích 5,9 lít ở 27
O
C. Khi đạt tới cân bằng, áp suất là 1
atm. Cũng với khối lượng đó của N
2
O
4
nhưng ở nhiệt độ 110
O
C thì ở trạng thái cân bằng, nếu áp suất
vẫn là 1 atm thì thể tích hỗn hợp khí đạt 12,14 lít.
a/. Tính thành phần % N
2
O
4
bị phân li ở 27

O
C và 110
O
C.
b/. Tính hằng số cân bằng ở 2 nhiệt độ trên, từ đó rút ra kết luận phản ứng tỏa nhiệt hay thu nhiệt.
Giải: a) Số mol N
2
O
4
ban đầu: 18,4/92 = 0,2 mol
N
2
O
4



2NO
2

bđ (mol): 0,2 0
Trường THPT Kỹ Thuật Lệ Thủy Tài liệu luyện thi HSG

 Giáo viên: Nguyễn Cao Chung - 5 -
pư: x 2x
còn : 0,2 – x 2x
* Ở t
o
= 27
o

C thì: (0,2 + x
1
) = 5,9.273 / 22,4(273 + 27) = 0,23969
 x
1
= 0,03969  % N
2
O
4
bị phân hủy: [0,03969/ 0,2] 100% = 19,845%
* Ở t
o
= 110
o
C thì: (0,2 + x
2
) = 12,14.273 / 22,4(273 + 110) = 0,3863
 x
2
= 0,1863  % N
2
O
4
bị phân hủy: [0,1863 / 0,2] 100% = 93,15%
b) K = [NO
2
]
2
/ [N
2

O
4
] = {2x/V)
2
/ (0,2 – x)/V = 4x
2
/ V(0,2 – x)
* Ở t
o
= 27
o
C: V
1
= 5,9 l; x
1
= 0,03969 mol  K
1
= 6,66.10
-3

* Ở t
o
= 110
o
C: V
2
= 12,14 l; x
2
= 0,1863 mol  K
2

= 0,8347
Nhận xét: Ta thấy khi tăng số mol N
2
O
4
phân hủy tăng và hằng số cân bằng cũng tăng  phản ứng
thu nhiệt
Câu 10: Có cân bằng: N
2
O
4
(K)


2NO
2
(K). Cho 18,4gam N
2
O
4
vào bình dung tích là 5,904 lít
ở 27
0
C. Lúc cân bằng áp suất của hỗn hợp khí trong bình là 1atm. Tính áp suất riêng phần của NO
2
và
N
2
O
4

lúc cân bằng. Nếu giảm áp suất của hệ lúc cân bằng xuống bằng 0,5 atm thì áp suất riêng phần
của NO
2
, N
2
O
4
lúc này là bao nhiêu? Kết quả có phù hợp nguyên lý của Le Chatelier không ?
Giải:
)mol(2,0
92
4,18
n
42
ON


N
2
O
4
2NO
2

Ban đầu 0,2 0
Cân bằng 0,2 - x 2x
Tổng số mol có trong hệ lúc cân bằng:
0,2 – x + 2x = 0,2 + x
24,0
)27273(082,0

904,51
RT
PV
x2,0 



=> x = 0,04
2
NO
n
(lúc cân bằng) = 0,08 mol
42
ON
n
(lúc cân bằng) = 0,2 – 0,04 = 0,16 mol
Vì số mol N
2
O
4
gấp đôi số mol NO
2
nên áp suất N
2
O
4
cũng gấp đôi của NO
2

Vậy:

(atm)
3
2
P ),atm(
3
1
P
422
ONNO

;


6
1
P
P
K
3
2
2
2
1
ON
NO
P
42
2


Đặt
2
NO
P
khi cân bằng là P thì áp suất của N
2
O
4
khi cân bằng là: 0,5 – P. Từ đó:
05,0PP6
P5,0
P
6
1
K
2
2
P




(atm) 283,0P (atm); 217,0P
522
ONNO


Kết quả:
77,0
283,0

217,0
P
P
42
2
ON
NO


So sánh với trường hợp trên:
5,0
2
3
3
1
P
P
42
2
ON
NO


Vậy: Khi áp suất của hệ xuống thì cân bằng dịch chuyển sang phía làm tăng áp suất của hệ lên,
nghĩa là sang phía có nhiều phân tử khí hơn (phù hợp nguyên lý).

Câu 11: Cân bằng: N
2
O
4(k)




2NO
2(k)

nhận được xuất phát từ a mol N
2
O
4
. Gọi

là độ phân li của N
2
O
4
.
a/ Tính số mol NO
2
, N
2
O
4
và tổng số mol của hệ khi cân bằng theo a và

?
b/Tính áp suất riêng phần của NO
2
, N
2

O
4
khi cân bằng theo

và áp suất tổng P của hệ?Tính K
P
theo


và P?
c/ Nếu ban đầu có 1,588 gam N
2
O
4
trong bình 0,5 lít ở 25
0
C và P = 760 mmHg thì

, áp suất riêng
phần của NO
2
, N
2
O
4
lúc cân bằng là bao nhiêu?
Giải: NO
2
=2a


, N
2
O
4
=a(1-

), P
NO
2
=2

P/(1+

), P
N2 O4
=(1-

)P/(1+

).
Trng THPT K Thut L Thy Ti liu luyn thi HSG

Giỏo viờn: Nguyn Cao Chung - 6 -
P =4

2
P/(1-

)(1+

);

= 0,1587, K
P
=0,103, P
NO
2
=0,274 atm, P
N2 O4
= 0,726 atm.
Cõu 12: Cõn bng trong h H
2(k)

+ I
2(k)



2HI
(k)
c thit lp vi cỏc nng sau :
[H
2
] = 0,025 M ; [I
2
] = 0,005 M ; [HI] = 0,09M .
a) Khi h t trng thỏi cõn bng p sut ca h bin i nh th no ?
b) Tớnh hng s cõn bng K
cb
v nng ban u ca I

2
v H
2
?
Gii: H
2
+ I
2



2HI
Trong quỏ trỡnh phn ng s mol khớ khụng i . Nu th tớch v nhit khụng i thỡ ỏp sut ca h
khụng i K
cb
=
2
2 2
[HI]
[H ].[I ]
= 64,8 . T [HI] = 0,09 M=> [H
2
]
p
= [I
2
]
p
= 0,045M
=> Do ú nng ban u: [H

2
] = 0,07M; [I
2
] = 0,05M
Cõu 13: Nung FeS
2
trong không khí, kết thúc phản ứng thu đợc một hỗn hợp khí có thành phần: 7
SO
2
; 10 O
2
; 83 N
2
theo số mol. Đun hỗn hợp khí trong bình kín (có xúc tác) ở 800K, xảy ra phản
ứng:
2SO
2
+ O
2



2SO
3
Kp = 1,21.10
5
.
a) Tính độ chuyển hoá ( số mol) SO
2
thành SO

3
ở 800K, biết áp suất trong bình lúc này là 1 atm,
số mol hỗn hợp khí ban đầu (khi cha đun nóng) là 100 mol.
b) Nếu tăng áp suất lên 2 lần, tính độ chuyển hoá SO
2
thành SO
3
, nhận xét về sự chuyển dịch cân
bằng.
a) Cân bằng: 2SO
2
+ O
2



2SO
3

Ban đầu: 7 10 0 (mol)
lúc cân bằng: (7-x) (10 - 0,5x) x (x: số mol SO
2
đã phản ứng).
Tổng số mol các khí lúc cân bằng: 100 0,5x = n.
áp suất riêng của các khí:
2
SO
P
= (7-x).
n

p
;
2
P
O
= (10 0,5x).
n
p
;
3
P
SO
= x .
n
p

Kp =
22
3
P.)(P
)(P
2
2
OSO
SO
=
)5,010.()7(
)5,0100(
2
2

xx
xx


= 1,21. 10
5

do K>> x 7 Ta có :
5,6.)7(
5,96.49
2
x
= 1,21. 10
5
Giải đợc x = 6,9225.
Vậy độ chuyển hóa SO
2
SO
3
:
7
%100.9225,6
= 98,89.
b) Nếu áp suất tăng 2 lần tơng tự có: 7- x=
-2
10 . 5 . 0,300
= 0,0548 x = 6,9452.
độ chuyển hoá SO
2
SO

3
: (6,9452 . 100)/7 = 99,21
Kết quả phù hợp nguyên lý Lơsatơlie: tăng áp suất phản ứng chuyển theo chiều về phía có số phân tử
khí ít hơn.
Bi 14: Xột quỏ trỡnh cõn bng sau ti 686
o
C : CO
2
(k) + H
2
(k) CO (k) + H
2
O (k)
Nng cỏc cht ti cõn bng ln lt bng [CO] = 0,050 M, [H
2
] = 0,045 M, [CO
2
] = 0,086 M v
[H
2
O] = 0,040 M. Nu tng nng CO
2
lờn n giỏ tr 0,500 M (nhit khụng i) thỡ nng mi
cht cõn bng mi c thit lp li bng bao nhiờu ?
Hng s cõn bng nng :
52,0
045,0086,0
050,0040,0
]H][CO[
]CO][OH[

K
22
2
C





Thờm CO
2
, cõn bng chuyn di theo chiu thun :
CO
2
(k) + H
2
(k) CO (k) + H
2
O (k)
0,500 0,045 0,050 0,040
-x -x +x +x
0,500-x 0,045-x 0,050 +x 0,040 + x
Trng THPT K Thut L Thy Ti liu luyn thi HSG

Giỏo viờn: Nguyn Cao Chung - 7 -
T
52,0
)x045,0()x500,0(
)x050,0()x040,0(
]H][CO[

]CO][OH[
K
22
2
C





0,48x
2
+ 0,373x 9,7.10
-3
= 0
x = 0,025M
Vy [CO
2
] = 0,48M, [H
2
] = 0,020M, [CO] = 0,075M v [H
2
O] = 0,065M.

Câu 15: Khi nung nóng đến nhiệt độ cao PCl
5
bị phân li theo phơng trình
PCl
5
(k) PCl

3
(k) + Cl
2
(k)
1. Cho m gam PCl
5
vào một bình dung tích V, đun nóng bình đến nhiệt độ T (K) để xảy ra
phản ứng phân li PCl
5
. Sau khi đạt tới cân bằng áp suất khí trong bình bằng p. Hãy thiết
lập biểu thức của Kp theo độ phân li và áp suất p. Thiết lập biểu thức của kc theo , m, V.
2. Trong thí nghiệm 1 thực hiện ở nhiệt độ T
1
ngời ta cho 83,300 gam PCl
5
vào bình dung tích V
1
. Sau
khi đạt tới cân bằng đo đợc p bằng 2,700 atm. Hỗn hợp khí trong bình có tỉ khối so với hiđro bằng
68,862. Tính và Kp.
3. Trong thí nghiệm 2 giữ nguyên lợng PCl
5
và nhiệt độ nh ở thí nghiệm 1 nhng thay dung tích là V
2

thì đo đợc áp suất cân bằng là 0,500 atm. Tính tỉ số
2
1
V
V

.
4. Trong thí nghiệm 3 giữ nguyên lợng PCl
5
và dung tích bình V
1
nh ở thí nghiệm 1 nhng hạ nhiệt
độ của bình đến T
3
= 0,9 T
1
thì đo đợc áp suất cân bằng là 1,944 atm. Tính Kp và . Từ đó cho biết
phản ứng phân li PCl
5
thu nhiệt hay phát nhiệt. Cho: Cl = 35,453 ; P : 30,974 ; H = 1,008 ; Các khí đều
là khí lí tởng.
Lời giải: 1. Thiết lập biểu thức cho Kp, Kc
PCl
5
(k)


PCl
3
(k) + Cl
2
(k)
ban đầu a mol
cân bằng a x x x (mol)
Tổng số mol khí lúc cân bằng : a + x = n
=

x
a
; Khối lợng mol:
5
PCl
M
= 30,974 + 5 x 35,453 = 208,239 (g/mol)

3
PCl
M
= 30,974 + 3 x 35,453 = 137,333 (g/mol)

2
Cl
M
= 70,906 (g/mol)

gam
208,239 gam/mol
m
= a mol PCl
5
ban đầu
*áp suất riêng phần lúc cân bằng của mỗi khí:

5
PCl
P
=

p
a x
a x


trong đó
3
PCl
P
=
2
Cl
P
=

x
P
a x

Kp =

2 3
5
Cl PCl
PCl
P P
P
=

2
-
x
p
a x
a x
p
a x
=



2
2
2
x
p
a x

a x
a x


1
p

Kp =


2
( ) ( )
x p
a x a x
=

2
2 2
x
a x

p ; Kp =


2
2
2 2
2 2
x

a
p
a x
a a
=




2
2
1
p

* Kc = [PCl
5
] =


(1 )
a
V
trong đó [PCl
3
] = [Cl
2
] =

a
V

Kc =




3 2
5
Cl
[ ]
PCl
PCl
=



2
2
a
V




1
V
a
=

2
(1 )
a
V
=



2

208,239 (1 )
m
V

Trng THPT K Thut L Thy Ti liu luyn thi HSG

Giỏo viờn: Nguyn Cao Chung - 8 -
Hoặc: Kp = Kc (RT)

V
V
khí
= 1

Kp = Kc (RT) pV = nRT = (a + x) RT RT =

pV
a x
=

(1 )
pV
a

Kp = Kc

pV
a x





2
1
p
= Kc

pV
a x

Thay x = a




2
2

1
p
= Kc


(1 )
pV
a
Kc =





2
2
(1 )
1
a
V

Kc =






2
(1 )

1 (1- )
a
V
=



2
(1 )
a
V
=



2

208,239 V (1 )
m

* Quan hệ Kp và Kc. Từ cách 1 : Kc = Kp
1
RT

Thay RT =
pV
a(1 )


Kc = Kp

a(1 )
pV



=
2
a(1 )
1 pV
p





=
2
a
V(1 )




2. Thí nghiệm 1 :
5
PCl
n
ban đầu = a =
83,30 g
208,239 g/mol

= 0,400 mol

M
của hỗn hợp cân bằng: 68,826

2,016 = 138,753 g/mol
Tổng số mol khí lúc cân bằng: n
1
= a (l +
1
) =
83,30 g
138,753 g/mol
= 0,600 mol
n
1
= a (1 +
1
) = 0,400 (1 +
1
) = 0,600
1
= 0,500
* Tìm Kp tại nhiệt độ T
1
: Kp =
2
2

1

p =
2
2
(0,5)
1 (0,5)


2,70 = 0,900
3. Thí nghiệm 2: - Giữ nguyên nhiệt độ Kp không đổi.
- Giữ nguyên số mol PCl
5
ban đầu: a = 0,400mol.
- áp suất cân bằng P
2
= 0,500 atm.
Ta có
2
2
2
2
1




p

2
= Kp =
2
2
2
2
1




0,500 = 0,900
2
2
= 0,64286
2
= 0,802
Tổng số mol khí lúc cân bằng: n
2
= 0,400 + (1+
2
) 0,721 (mol).
* Thể tích bình trong TN 2: V
2
=
2 1
2
n RT
p
so với V

1
=
1 1
1
n RT
p


2
1
V
V
=
2 1
1 2
n p
n p

=
0,721 2,700
0,600 0,500

= 6,486 (lần)
4. Thí nghiệm 3:
- Thay đổi nhiệt độ Kp thay đổi.
- Giữ nguyên số mol PCl
5
ban đầu a = 0,400 mol và V
1

- áp suất cân bằng P
3
thay đổi do: nhiệt độ giảm (T
3
= 0,9 T
1
), tổng số mol khí thay
đổi (n
3
n
1
).
P
3
= 1,944 atm ; Tính
3
:
n
3
= a (1+
3
) = 0,400

(1+
3
) ; p
3
V
1
= n

3
RT
3
= 0,9 n
3
RT
1
; P
1
V
1
= n
1
RT
1
.

3 3
1 1
P 0,9 n
P n


3
0,400 (1 ) 0,9
1,944
2,700 0,600

3
= 0,200 n
3
= 0,48 mol
* K
P
(T
3
) =
2
3
3
2
3
p
1




=
2
2
(0,200)
1 (0,200)


1,944 = 0,081
* Khi hạ nhiệt độ, Kp giảm cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch. Chiều nghịch là

chiều phát nhiệt Chiều thuận là chiều thu nhiệt.
Bài 16: Cho cân bằng hoá học:
2NO
2



N
2
O
4

kJH 04,58




Trng THPT K Thut L Thy Ti liu luyn thi HSG

Giỏo viờn: Nguyn Cao Chung - 9 -
Cân bằng sẽ chuyển dịch nh thế nào , giải thích, khi:
1/ Tăng nhiệt độ.
2/ Tăng áp suất.
3/ Thêm khí trơ Ar trong 2 trờng hợp: a) Giữ áp suất không đổi.
b) Giữ thể tích không đổi.
4/ Thêm xúc tác.
Giải: 2NO
2
N
2

O
4

58,04
H kJ

(phản ứng tỏa nhiệt)
a) Tăng nhiệt độ cân bằng chuyển sang trái theo chiều phản ứng thu nhiệt.
b) Tăng áp suất cân bằng chuyển sang phải theo chiều làm giảm số mol.
c) Thêm khí trơ :
* áp suất không đổi Thể tích tăng giảm áp suất riêng phần của các khí .
K
p
=
2 4
2
2
N O
NO
P
P
=
2
2 4
2
N O
NO
n
n
.

V
RT
khi thêm khí trơ Q =
2
2 4
2
N O
NO
n
n
.
/
V
RT

vì V
/
>V Q>K
p
vậy để Q K
p
: số mol N
2
O
4
phải giảm cân bằng chuyển theo chiều từ phải
sang trái ( tạo NO
2
)
* Thể tích không đổi áp suất riêng phần của các khí không đổi cân bằng không chuyển dịch.

d) Xúc tác tàm tăng hoặc giảm tốc độ cả phản ứng thuận và nghịch không làm chuyển dịch cân
bằng.
Cõu 17: 1) Cõn bng: N
2
(k) + 3H
2
(k) 2NH
3
(k) s chuyn dch chiu no khi
(a) thờm Ar vo hn hp cõn bng nhng gi cho th tớch khụng i?
(b) thờm Ar vo hn hp cõn bng nhng gi cho ỏp sut khụng i?
Gii: (a) Ta cú:
2
n
2
3
HN
2
NH
3
HN
2
NH
P
RT
V
K
RT
V
nn

n
PP
P
K
22
3
22
3














. Vỡ V, K
P
v T = const nờn
const
nn
n
K
3

HN
2
NH
n
22
3

.
Nh vy cú s tng ỏp sut ca h nhng khụng cú s chuyn dch cõn bng.
(b)
2
nP
RT
V
KK







Vi T, P v K
p
= const, khi thờm Ar ó lm V tng nờn K
n
phi gim. S thờm
agon ó lm cõn bng chuyn dch theo chiu nghch (chiu lm phõn li NH
3
).

Chỳ thớch: Trong trng hp ny, ta khụng th da vo nguyờn lớ Le Chatelier d oỏn chiu din
bin ca phn ng.
2) Phn ng nhit phõn CaCO
3
c tin hnh trong 1 bỡnh kớn. Khi ỏp sut ca CO
2
trong bỡnh lờn
n 0,236 atm thỡ khụng thay i na mc dự trong bỡnh vn cũn CaCO
3
v cú CaO.
1) Tớnh Kp, Kc ca phn ng 800
o
C
2) Trong bỡnh dung tớch 10 lớt, nu ta b vo ú 5 gam CaCO
3
v 2 gam CaO, nung núng bỡnh n
800
o
C t cõn bng thỡ sau khi cõn bng, khi lng mi cht rn trong bỡnh l bao nhiờu
gam?
P N 1) CaCO
3 (r)
= CaO
(r)
+ CO
2 (k)
(*)
Ti 800
o
C khi

2
CO
P
= 0,236 thỡ khụng thay i na

t cõn bng
Nờn Kp =
2
CO
P
= 0,236 (atm) ; n = n
khớ sau
- n
khớ trc

3
n
1068,2
)273800(
273
4,22
236,0
(RT)
Kp
Kc

(mol/lớt)
Kc = [CO
2
] = 2,68

10
-3
(mol/lớt)
2) Vỡ nung núng bỡnh n 800
o
C: do nhit khụng i nờn Kc khụng i
Kc = 2,68

10
-3
(mol/lớt)

2
CO
n
= 2,68

10
-3


10 = 2,68

10
-2

(mol)
t phng trỡnh (*)
3
CaCO
n
nhit phõn =
2
CO
n
v to ra 2,68

10
-2
mol CaO



3
CaCO
m
ó nhit phõn = 2,68

10
-2

100 = 2,68 (gam)
Trường THPT Kỹ Thuật Lệ Thủy Tài liệu luyện thi HSG

 Giáo viên: Nguyễn Cao Chung - 10 -
Vậy trong bình còn lại lượng chất rắn là:

3
CaCO
m
= 5 – 2,68 = 2,32 (gam)

CaO
m
= 2,68

10
-2


56 + 2 = 3,5008 (gam)
Bài 18: Người ta trộn CO và hơi H
2
O tại nhiệt độ 1000K với tỉ lệ 1 : 1. Tính thành phần của hệ lúc cân
bằng, biết rằng:
2 2 2
2H O 2H O


có pk
p1
= 20,113

2 2
2CO 2CO O



có pk
p2
= 20,400
Từ các dữ kiện đề bài ta có:

2 2 P3
P,2
2 2 2 P4 P,1
1 1
CO O CO K
2 K
1
H O H O K K
2
 
 



20,113
0,1435
P1
2 2 2 P P3 P4
20,400
P2
K
10
CO H O CO H K K .K 10 1,392
K 10



      

Giả sử ban đầu lấy 1 mol CO và 1 mol H
2
O

2 2 2 P
CO H O CO H K 1,392
  


Ban đầu 1mol 1mol
Lúc câu bằng 1-a(mol) (1-a)mol a mol a mol

2 2
2
2
CO H
P
2
CO H O
a a
P. P
P .P
a
2 2
K
1 a 1 a
P .P

(1 a)
P. P
2 2
  
 

với P là áp suất chung

P
a
K 1,1798
1 a
 

=>
a 0,54mol


2 2
a x 100%
%H %CO 27%
2
  
;
2
(1 a)x100%
%CO %H O 23%
2

  

Câu 17: H
2
(khí) + I
2
(khí)


2HI(khí)
Thực hiện phản ứng tổng hợp hiđro iođua trong một bình kín, dung tích 2 lit ở nhiết độ T, có hằng số
cân bằng K = 36.
a, Nếu nồng độ ban đầu của H
2
và I
2
bằng nhau và bằng 0,02M thì nồng độ của các chất tại thời điểm
cân bằng là bao nhiêu?
b, Ở cân bằng trên, người ta thêm vào bình 0,06gam hiđro thì cân bằng cũng bị phá vỡ và hình thành
cân bằng mới. Tính khối lượng hiđro iođua ở cân bằng cuối?
a) H
2
(khí) + I
2
(rắn)  2HI(khí)
Trước phản ứng: 0,02M 0,02M 0
Phản ứng: x x 2x
Còn lại: 0,02 – x 0,02 – x 2x
Vậy :
 
   

 
2
2
36 2 6 0,02 0,015
0,02 . 0,02
x
x x x
x x
     
 

Kết luận: Ở cân bằng: [HI] = 0,03M, [H
2
] = [I
2
] = 0,005M
b) Số mol H
2
thêm: 0,06 : 2 = 0,03 (mol) → nồng độ tăng thêm: 0,03: 2 = 0,015M
H
2
(khí) + I
2
(khí)  2HI(khí)
Ban đầu: 0,02M 0,005M 0,03M
Phản ứng: a a 2a
Cân bằng: 0,02 – a 0,005 – a 0,03 + 2a
 
  
2

0,03 2
36
0,02 0,005
a
K
a a

 
 
→ a = 2,91.10
-3
và 2,89.10
-2
M.
Vì a < 0,005 nên chỉ nhận a = 2,91.10
-3

Khối lượng HI ở cân bằng cuối: (0,03 + 2. 0,0029). 2. 128 = 9,165(gam)
Trường THPT Kỹ Thuật Lệ Thủy Tài liệu luyện thi HSG

 Giáo viên: Nguyễn Cao Chung - 11 -
Câu 18: Trong bình kín dung tích không đổi chứa 35,2x (g) oxi và 160x (g) SO
2
. Khí SO
2
ở 136,5
o
C
có xác tác V
2

O
5
. Đun nóng bình một thời gian, đưa về nhiệt độ ban đầu, áp suất bình là P
’
. Biết áp suất
bình ban đầu là 4,5 atm và hiệu suất phản ứng là H%.
a, Lập biểu thức tính áp suất sau phản ứng P
’
và tỉ khối hơi d của hỗn hợp khí sau phản ứng so với
không khí, theo H.
b, Tìm khoảng xác định P
’
, d?
c, Tính dung tích bình trong trường hợp x = 0,25?
Hướng dẫn giải:

2
35,2
1,1 ( )
32
O bdau
x
x mol
n
 
;
2
160
2,5 ( )
64

SO bdau
x
x mol
n
 

2SO
2
+ O
2


2SO
3

Ban đầu: 2,5x 1,1x 0
Phản ứng: 2,2xH 1,1xH 2,2xH
Sau phản ứng: (2,5x – 2,2xH) (1,1x – 1,1xH) 2,2xH
n
2
= 2,5x - 2,2xH + 1,1x - 1,1xH + 2,2xH = x(3,6 - 1,1H) (mol)
Trường hợp bài toán đẳng V, đẳng T.


 
1 2
2 1
3,6 1,1 4,5
' 1,25 3,6 1,1
' 3,6

x H
n n P
P
P H
P n n x

      

b, Khi H = 0 → P’ = 4,5 (atm) ; H = 1 → P’ = 3,125 (atm)
Vậy trong thời gian phản ứng thì 3,125 < P’ < 4,5 . Tỉ khối hơi so với không khí:
160 35,2 195,2
(3,6 1,1 ) 3,6 1,1
sau truoc
sau
sau truoc
m m
x x
M
n n x H H

   
 
;
 
/
195,2 6,731
29 3,6 1,1
29 3,6 1,1
sau
hhsau kk

M
H
H
d
  



Khi H = 0 → d = 1,87 ; H = 1 → d = 2,69 ; Vậy 1,87 < d < 2,69
c, Áp dụng công thức: PV = nRT ; P
đầu
= 4,5atm; n
đầu
= 3,6x = 3,6.0,25 = 0,9(mol)
→
 
22,4
0,9. 273 136,5
273
6,72( )
4,5
nRT
V l
P

  

Câu 19: Trong một bình kín A dung tích 1 lít ở 500
0
C, hằng số cân bằng của phản ứng tổng hợp HI từ

H
2
và I
2
bằng 46.
a)Tính nồng độ mol các chất ở trạng thái cân bằng? Biết ban đầu trong bình A có 1mol H
2
và 1mol I
2

b) Nếu ban đầu cho 2 mol HI vào bình A ở nhiệt độ 500
0
C thì nồng độ các chất lúc cân bằng là bao
nhiêu?
c) Nếu hệ đang ở trạng thái cân bằng ở câu a, ta thêm vào hệ 1,5 mol H
2
và 2,0 mol HI thì cân bằng
dịch chuyển theo chiều nào?
a) Cân bằng : H
2
+ I
2
2HI
Ban đầu 1M 1M 0
Phản ứng x x 2x
Cân bằng 1-x x 2x
Ta có biểu thức cân bằng : K
c
=



  
 
46
x1
x4
IH
HI
2
2
22
2



(điều kiện x <1)
Giải được x = 0,772M
b) Cân bằng : 2HI
H
2
+ I
2

Ban đầu 2M 0 0
Phản ứng 2y y y
Cân bằng 2-2y y y
'
C
K
=





 
 
2
2 2
2 2
c
I H
1 y
K
2 2y
HI
 

=
1
46
; Giải được y = 0,228M ;Vậy [
HI
] = 2-2y = 1,544M
[H
2
] =[I
2
] = y = 0,228M
c) Cân bằng : H
2

+ I
2
2HI
Khi thêm vào hệ 1,5 mol H
2
và 2,0 mol HI thì :
Trường THPT Kỹ Thuật Lệ Thủy Tài liệu luyện thi HSG

 Giáo viên: Nguyễn Cao Chung - 12 -
v
t
= k
t
[H
2
][I
2
] = k
t
1,728.0,228 = k
t
.0,394 ; v
n
= k
n
[
HI
]
2
= k

n
(3,544)
2
= k
n
.12,56
44,1
56,12
394,0
.46
56,12
394,0
.k
56,12
394,0
.
k
k
v
v
C
n
t
n
t


v
t
> v

n
do đó cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.
Câu 20 Hằng số cân bằng của phản ứng :
H
2
(k) + I2(k) 2HI (k) ở 600
0
C bằng 64
a. Nếu trộn H
2
và I
2
theo tỉ lệ mol 2:1 và đun nóng hỗn hợp tới 600
0
C thì có bao nhiêu phần trăm I
2

tham gia phản ứng ?
b.) Cần trộn H
2
và I
2
theo tỉ lệ như thế nào để có 99% I
2
tham gia phản ứng (600
0
C)
a. H
2
(k) + I

2
(k)


2HI (k)
Ban đầu: 2mol 1mol
Phản ứng: x x 2x
[] 2-x 1-x 2x
64
)1)(2(
)2(
2



xx
x
K
c



  
22
2
IH
HI
K
C


x
1
= 2,25(loại) ; x
2
= 0,95 (nhận) => 95% I
2
tham gia phản ứng

b. H
2
(k) + I
2
(k) 2HI (k)
n 1
n-0,99 0,01 1,98
n: nồng độ ban đầu của H
2


 
  
2
C
1,98
K 64
n 0,99 0,01
 

2

=> n
7

=> cần trộn H
2
và I
2
theo tỉ lệ 7:1

Câu 21: Ở 27
0
C, 1atm N
2
O
4
phân huỷ theo phản ứng
N
2
O
4 (khí)
2NO
2

(khí)
với tốc độ phân huỷ là 20%
a. Tính hằng số cân bằng K
p
.
b. Độ phân huỷ một mẫu N
2

O
4 (khí)
có khối lượng 69 gam, chứa trong một bình có thể tích 20 (lít) ở
27
0
C
Giải: Gọi độ phân huỷ của N
2
O
4
ở 27
0
C, 1 atm là

, số mol của N
2
O
4
ban đầu là n
Phản ứng: N
2
O
4 (k)
2NO
2

(k)

Ban đầu: n 0
Phân ly: n


2n


Cân bằng n(1-

) 2n


Tổng số mol hỗn hợp lúc cân bằng: n’ = n(1+

)
Nên áp suất riêng phần của các khí trong hỗn hợp lúc cân bằng:
P
N
2
O
4

= ((1-

)/(1+

))P; P
NO
2
= ((2

)/(1+


))P
a. K
P
= P
2
NO
2

/ P
N
2
O
4

= [((2

)/(1+

))P]
2
/((1-

)/(1+

))P = [4

2
/(1-

2

)]P
với P = 1atm,

= 20% hay

= 0,2

K
P
= 1/6 atm
b. n N
2
O
4
= 69/92 = 0,75
Gọi độ phân huỷ của N
2
O
4
trong điều kiện mới là

’
Phản ứng: N
2
O
4 (k)
2NO
2

(k)

Ban đầu: 0,75 0
Phân ly: 0,75

’ 1,5

’
Cân bằng 0,75(1-

’) 1,5

’
Tổng số mol hỗn hợp lúc cân bằng: n” = 0,75(1+

’)
Áp suất hỗn hợp khí lúc cân bằng: P’ = (n”.R.T)/V = (0,75 (1+

’).0,082.300)/20 = 0,9225(1+

’).
Vì K
P
= const nên: Theo biến đổi tương tự như trên ta có: K
P
= (4

'
2
/1-


'
2
)P’=1/6
Nên: (4

’
2
/1-

’
2
).0,9225(1+

’) = 1/6



’

0,19
Câu 22: Ở nhiệt độ T, phản ứng giữa CO
2
và C (rắn) nóng đỏ, dư tạo thành CO có hằng số cân bằng
K
P
bằng 10.
Trường THPT Kỹ Thuật Lệ Thủy Tài liệu luyện thi HSG

 Giáo viên: Nguyễn Cao Chung - 13 -
a). Xác định nồng độ phần mol của các khí trong hỗn hợp tại trạng thái cân bằng, biết áp suất

chung của hỗn hợp tại trạng thái cân bằng là 4atm.
b). Xác định áp suất riêng của CO
2
lúc cân bằng.
c). Xác định áp suất chung của hỗn hợp sao cho lúc cân bằng CO
2
chiếm 6% về thể tích.
Đáp án :

a). Xác định nồng độ phần mol của các khí trong hỗn hợp tại trạng thái cân bằng:
CO
2
(k) + C (r) 2CO(k) K
P
=10
Ban đầu: x mol
Tại cân bằng: (x – a) mol 2a mol
Tổng số mol khí tại cân bằng: x – a + 2a = x + a (mol)

10
)ax)(ax(
Pa4
P
ax
ax
P
ax
a2
P
P

K
2
2
CO
2
CO
p
2




























10P4
10
x
10P4
x10
a
P
10
ax
a4
2
22
2





= 0,62x
 Nồng độ phần mol của CO
2
=







x62,0x
x62,0x
ax
ax
0,234
Nồng độ phần mol của CO =



 x62,0x
x24,1
ax
a2
0,766
b). Xác định áp suất riêng của CO
2
tại cân bằng: P
i
= N
i
P
Áp suất riêng của CO
2
=










P
ax
ax
0,234 x 4 = 0,936atm
c). Xác định áp suất chung của hỗn hợp sao cho lúc cân bằng CO
2
chiếm 6% về thể tích:
94,0
n
n
06,0
n
n
V
V
hh
CO
hh
CO
hh
CO
22



atm679,0
94,0
06,0x10
P10
P06,0
)P94,0(
K
2
2
p


Vậy để % về thể tích của CO
2
tại cân bằng là 6% thì áp suất chung tại cân bằng phải là 0,679atm.
Câu 23: Cho cân bằng: PCl
5 (K)
PCl
3(K)
+ Cl
2(K)

1) Trong một bình kín dung tích Vl chứa m(g) PCl
5
, đun nóng bình đến nhiệt độ T(
0
K) để xảy ra phản
ứng phân li PCl
5

. Sau khi đạt tới cân bằng áp suất khí trong bình là P. Hãy thiết lập biểu thức của
K
p
theo độ phân li  và áp suất P.
2) Người ta cho vào bình dung tích Vl 83,4g PCl
5
và thực hiện phản ứng ở nhiệt độ T
1
(
0
K).Sau khi
đạt tới cân bằng đo được áp suất 2,7 atm. Hỗn hợp khí trong bình có tỉ khối so với hiđrô bằng 69,5.
Tính  và K
p
.
3) Trong một thí nghiệm khác giữ nguyên lượng PCl
5
như trên, dung tích bình vẫn là V (l) nhưng hạ
nhiệt độ của bình đến T
2
= 0,9T
1
thì áp suất cân bằng đo được là 1,944 atm. Tính K
p
và . Từ đó
cho biết phản ứng phân li PCl
5
thu nhiệt hay phát nhiệt.
1) PCl
5 (K)

PCl
3(K)
+ Cl
2(K)

TTCB 1-  
Áp suất:
P.
1
1








1
.
P




1
.
P

Ta có: K

p
=
P
P
P
P
P
.PP
5
23
PCl
ClPCl
.
α1
α
.
α1
α1
α1
.α
.
α1
.α
2
2







; Vậy: K
p
= P.
1
2
2




Trường THPT Kỹ Thuật Lệ Thủy Tài liệu luyện thi HSG

 Giáo viên: Nguyễn Cao Chung - 14 -
2) Theo đề:
5
PCl
n
ban đầu

=
4,0
5,208
4,83

mol, P = 2,7atm
Tổng số mol khí của hỗn hợp tại TTCB: n
S
. ;
2

S/H
d
= 69,5 
S
M
= 69,2.2 = 139.
Áp dụng BTKL: m
S
=
5
PCl
m
ban đầu

= 83,4 (g)  n
S
=
139
4,83
= 0,6 mol.
PCl
5 (K)
PCl
3(K)
+ Cl
2(K)
BĐ 0,4
TTCB (0,4-x) x x
n
S

= 0,4 - x + x + x = 0,6  x = 0,2 ; Do đó:  =
0,4
0,2
0,4
x

= 0,5.
Vậy: K
p
= P.
1
2
2



=


 
9,07,2.
5,01
5,0
2
2



3) Gọi áp suất của hệ tại nhiệt độ T
1

là P
1
= 2,7atm, số mol n
1
= n
S
= 0,6 mol.
Áp suất của hệ tại nhiệt độ T
2
= 0,9 T
1
là P
2
, số mol n
2
.
Với P
2
= 1,944 atm.
Ta có:
2222
1111
RTn VP
RT
n


V
P




22
11
22
11
RTn
RT
n
VP
V
P


12
11
2
1
R.0,9.Tn
RT
n
VP
V
P


 n
2
=
2,7.0,9

0,6.1,944
.0,9P
P
n
1
21

= 0,48.

PCl
5 (K)



PCl
3(K)
+ Cl
2(K)

BĐ 0,4
TTCB (0,4-x) x x
n
2
= 0,4 - x + x + x = 0,48  x = 0,08.
Do đó:  =
0,4
0,08
0,4
x


= 0,2. (0,5đ)
Vậy: K
p
 = P.
'1
'
2
2



=


 
081,0944,1.
2,01
2,0
2
2



Vì giảm nhiệt độ thì độ phân li PCl
5
giảm, do đó phản ứng phân li PCl
5
là phản ứng thu nhiệt.
Câu 25: Dưới tác dụng của nhiệt, PCl
5

bị phân tách thành PCl
3
và Cl
2
theo phản ứng cân bằng
PCl
5
(K)


PCl
3
(K) + Cl
2
(K)
Ở 273
0
C

và dưới áp suất 1atm người ta nhận thấy rằng hỗn hợp cân bằng có khối lượng riêng là 2,48
g/l. Tìm K
C
và K
P
của phản ứng trên. Cho R = 0,0,821 lít . atm . mol
-1
. độ
-1

Giải: . Gọi x =

5
PCl
n
, y =
33
ClPCl
n 
có trong 1 lít hỗn hợp lúc cân bằng ở 273
0
C, 1 atm. Tổng số mol
khí trong hỗn hợp là (x + 2y) mol => PV = (x + 2y) RT
=> x + 2y =
02231,0
546.0821,0
1

RT
PV
mol (1)
Số mol PCl
5
ban đầu là (x + y) theo định luật bảo toàn khối lượng.
Khối lượng PCl
5
ban đầu = khối lượng hỗn hợp sau phản ứng = 2,48g
=> x + y =
0119,0
5,208
48,2


mol (2)
(1) , (2) -> x = 0,00149 ; y = 0,01041
[PCl
5
] = [Cl
2
] = 0,00149 mol/l ; [PCl
3
] = [Cl
2
] = 0,01041 mol/l
Trng THPT K Thut L Thy Ti liu luyn thi HSG

Giỏo viờn: Nguyn Cao Chung - 15 -

728,0
][PCl
]
][Cl
[PCl
K
5
23
C
=> K
p
= K
c
. RT = 3,26
Câu 26

Sunfuryl điclorua SO
2
Cl
2
là hoá chất phổ biến trong phản ứng clo hoá. Tại 350
o
C, 2 atm phản
ứng

SO
2
Cl
2
(khí) SO
2
(khí) + Cl
2
(khí) (1) Có Kp = 50 .
a) Hãy cho biết đơn vị của trị số đó và giải thích: hằng số cân bằng Kp này phải có đơn vị nh vậy.
b) Tính phần trăm theo thể tích SO
2
Cl
2
(khí) còn lại khi (1) đạt tới cân bằng ở điều kiện đã cho.
c) Ban đầu dùng 150 mol SO
2
Cl
2
(khí), tính số mol Cl
2

(khí) thu đợc khi (1) đạt tới cân bằng.
Các khí đợc coi là khí lý tởng.
Cách giải
:
1. a) Gọi số mol SO
2
Cl
2
ban đầu là 1, độ phân li là , ta có:
SO
2
Cl
2
(khí) SO
2
(khí) + Cl
2
(khí) (1)
Ban đầu 1 0 0
Phân li
Cân bằng (1 )

p
SO
2

(atm)

p
Cl

2
(atm
)

Kp = = 50 atm (2)

p
SO
2
C
l
2
(atm)
b) Vì các khí đều là khí lí tởng nên pi = P . xi (3)
n
i

mà
x
i
= (4)

n
j

ở đây :
n
SO
2
=

n
Cl
2
= ;
n
SO
2
Cl
2
= (1 ) ; còn
n
j
= 1 (5)
b) Tổ hợp (5) và (4) , (3) và (2) ta có:



Số mol SO
2
Cl
2
còn là (1 ) 0,0194 (mol)
0,0194
Do đó SO
2
Cl
2
còn lại chiếm 100% 0,98%
1,9804
Đây là % theo số mol, cũng là % theo thể tích. Vậy khi (1) đạt tới cân bằng SO

2
Cl
2
còn lại
chiếm 0,98%về số mol hay thể tích của hệ.
(Hoặc SO
2
Cl
2
(khí) SO
2
(khí) + Cl
2
(khí) Kp = 50 (1)
2 atm
2 - (P + p) p p
=>
2
2
p
50 p 100p 100 0
2 2p


=>
p
SO
2
Cl
2

= 2 - 2 0,9902 = 0,0196 (atm)
p
SO
2
Cl
2

= P . n
SO
2
Cl
2
=>


n
SO
2
Cl
2

= 0,0196 : 2 = 0,0098 hay 0,98%
% theo số mol cũng là % theo thể tích. Vậy khi (1) đạt tới cân bằng SO
2
Cl
2
còn lại chiếm 0,98%về số
mol hay thể tích của hệ.)
c) Ban đầu dùng 150 mol (khí), tính số mol Cl
2

(khí) thu đợc khi (1) đạt tới cân bằng:
Theo (1) ta có: nSO
2
= nCl
2
= nSO
2
Cl
2
98,06 = 150 0,9806
nCl
2
= 147,09 mol
Cõu 27: I.1. 27
o
C, 1atm, 20% N
2
O
4
chuyn thnh NO
2
. Hi 27
o
C, 0,1 atm, cú bao nhiờu % N
2
O
4

chuyn thnh NO
2

? Nhn xột ?
I.2. Tớnh khi cho 69 gam N
2
O
4
vo 1 bỡnh 20 lớt 27
o
C.
I.3. Tớnh khi cho 69 gam N
2
O
4
v 30 gam Ar vo 1 bỡnh 20 lớt 27
o
C.
I.4. Tớnh khi cho 69 gam N
2
O
4
v 30 gam Ar vo 1 bỡnh 40 lớt 27
o
C. Cho nhn xột v gii
thớch.
2
2
1
.PKp

502
50
KpP
Kp




9806,0

Trường THPT Kỹ Thuật Lệ Thủy Tài liệu luyện thi HSG

 Giáo viên: Nguyễn Cao Chung - 16 -
I.5. Người ta đo tỉ khối đối với khơng khí của một hỗn hợp khí N
2
O
4
, NO
2
ở áp suất 1 atm và tại
các nhiệt độ khác nhau. Kết quả thu được là:
t
o
(C) 45 60 80 100 140 180
d 2,34 2,08 1,80 1,68 1,59 1,59
Tính  ở các nhiệt độ trên. Cho biết chiều thuận là chiều thu nhiệt hay toả nhiệt?
Giải:
I.1. N
2

O
4
(k)  2NO
2
(k) Tổng số mol khí P
hệ

Ban đầu n n P
o

Biến đổi n 2n
Cân bằng n(1-) 2n n(1+) P
cb




 
cbON
P .
1n
-1n
P
42




;
 

cbNO
P .
1n
n2
P
2





 K
P
=
cb
2
2
ON
2
NO
P .
1
4

P
P
42
2






-Khi P
cb
= 1 atm,  = 0,2  K
P
= 0,167
-Khi P
cb
= 0,1 atm   = 0,543 = 54,3%
 Nhận xét: Khi P
cb
của hệ giảm,  tăng tức là cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận, phù hợp với
ngun lí Lechatelier.
I.2.
0,0375
20
0,75

V
n
C
42
ON

(M)
P
o
= CRT = 0,0375.0.082.300 = 0,9225 (atm)

N
2
O
4
(k)  2NO
2
(k)
Ban đầu P
o

Biến đổi P
o
 2P
o

Cân bằng P
o
(1-) 2P
o

 K
P
=
o
2
2
ON
2
NO
P .

1
4

P
P
42
2




  = 0,191 = 19,1%
I.3. Mặc dù thêm 1 lượng khí Ar làm áp suất tổng qt tăng gấp đơi tuy nhiên do thể tích bình
khơng đổi nên
42
ON
C
khơng đổi  P
o
(N
2
O
4
) khơng đổi, mà K
p
cũng khơng đổi (vì nhiệt độ khơng
đổi).
  = 0,191 = 19,1%
I.4. Tính tương tự câu I.2 ta được  = 0,259 = 25,9%
 Nhận xét:  tăng, cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận. Vì: áp suất tổng qt của hệ khơng đổi

nhưng áp suất cân bằng gây ra bởi N
2
O
4
, NO
2
lại giảm  cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.
I.5.
29
M
d
hh
hh/kk


 



1n
n.M
29d M
42
ON
hh
(áp dụng định luật bảo tồn khối lượng).

1 -
29d
M

42
ON



 t
o
45 60 80 100 140 180
d 2,34 2,08 1,80 1,68 1,59 1,59
 0,356 0,525 0,762 0,888 0,995 0,995
 Nhận xét: nhiệt độ tăng,  tăng  cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận. Theo ngun lý
Lechatelier, chiều thuận là chiều thu nhiệt.
CÂU 28:
Ở nhiệt độ xác đònh và dưới áp suất 1atm, độ phân li của N
2
O
4
thành NO
2
bằng 11%.

a. Tính hằng số cân bằng K
p
của phản ứng này.
b.
Độ phân li sẽ thay đổi như thế nào khi áp suất giảm từ 1atm xuống tới 0,8atm.
c.
Để cho độ phân li giảm xuống tới 8% thì phải nén hỗn hợp khí tới áp suất nào? Kết quả nhận
được có phù hợp với nguyên lí chuyển dòch cân bằng Le Chatelier không? Vì sao?

CÂU II: (4 điểm)
Trường THPT Kỹ Thuật Lệ Thủy Tài liệu luyện thi HSG

 Giáo viên: Nguyễn Cao Chung - 17 -
a/ N
2
O
4



2NO
2
1 -  2
Có :
n

= 2 + 1 -  = 1 + 
P
NO
2

=

P
xNO
2

= P [2:(1+)]
P

N
2
O
4

= P
xN
2
O
4

= P [(1-) : (1+)] ; K
p
= 4
2
: (1-
2
) . Với  = 11%  K
p
= 0,049.
b/ 0,049 = 4
2
P : (1-
2
)
Với P = 0,8   = (0,0612 : 4,0612)
1/2
= 0,123.

Vậy khi P giảm từ 1 0,8 atm, độ phân li tăng từ 11% lên 12,3%.

c/ Với  = 0,08 thì 0,049 = (4 . 0,08
2
: 1 – 0,08
2
) . P
 P = 1,9 atm.
Khi P tăng từ 1 lên 1,9 atm. Cân bằng chuyển dòch sang trái, điều này phù hợp với nguyên lí
Le Chatelier. Vì khi tăng P, cân bằng chuyển dòch sang phía làm giảm số mol khí.
Câu 29: Tính độ phân li của N
2
O
4
ở 25
o
C, 1atm. Biết sự phân li xảy ra theo phản ứng:
N
2
O
4
2NO
2

Khi cho 1,6 gam N
2
O
4
phân li trong 1 bình kín thu 500ml ở 760 mmHg.
N
2
O

4



2NO
2

Ban đầu a mol
Pư

a 2

a
[ ] a(1-

) 2

a
-Số mol N
2
O
4
cho vào bình a =
92
6,1
= 0,0174 mol
-Số mol hỗn hợp sau = a(1 +

) =
298.

273
4,22
5,0.1
RT
PV

= 0,02045


a(1 +

) = 0,02045


= 0,175 => Độ phân li = 17,5 %
Câu 30: Cho hỗn hợp khí A hồm H
2
và CO có cùng số mol. Người ta muốn điều chế H
2
đi từ hỗn hợp
A bằng cách chuyển hóa CO theo phản ứng:
CO
(K)
+ H
2
O
(K)


CO

2(K)
+ H
2(K)

Hằng số cân bằng Kc của phản ứng ở nhiệt độ thí nghiệm khơng đổi (t
0
C) bằng 5. Tỷ lệ số mol
ban đầu của CO và H
2
O bằng 1:n
Gọi a là % số mol CO bị chuyển hóa thành CO
2
.
1. Hãy thiết lập biểu thức quan hệ giữa n, a và Kc.
2. Cho n = 3, tính % thể tích CO trong hợp chất khí cuối cùng (tức ở trạng thái cân bằng).
3. Muốn % thể tích CO trong hỗn hợp khí cuối cùng nhỏ hơn 1% thì n phải có giá trị bao nhiêu.
1. Xét cân bằng: CO + H
2
O

CO
2
+ H
2

Trước phản ứng 1 n 0 1
Phản ứng a a a a
Sau phản ứng 1-a n-a a 1+a
Tổng số mol sau phản ứng : (1-a) + (n-a) + a + (1+a) = n + 2
Kc =





  
))(1(
)1(
0
2
22
ana
aa
HCO
HCO




2. Vì ta có % thể tích CO trong hỗn hợp x=
N
a

1
(N = n+2)
Khi n = 3 thay N vào Kc, thay số vào, rút gọn : 100x
2
+ 65x – 2 = 0
Giải phương trình: x = 2,94%
3. Muốn x = 1% thay a vào
01,0

1


N
a
và thay tiếp Kc ta có phương trình. 5,04 N
2
– 12N – 200 = 0
Trường THPT Kỹ Thuật Lệ Thủy Tài liệu luyện thi HSG

 Giáo viên: Nguyễn Cao Chung - 18 -
Giải phương trình: N = 7,6 tức n = 5,6
Vậy để % V
CO
trong hỗn hợp < 1% thì n phải có quan hệ lớn hơn 5,6.
Câu 31:Cho 1 mol HI vào 1 bình kín.Đun nóng bình đến nhiệt độ T. Khi phản ứng cân bằng, số mol
HI là 0.8 ( mol). Nếu cho 0,2mol H
2
và 0,4mol I
2
vào 1 bình rồi đun nóng đến T. Hỏi khi phản ứng cân
bằng, số mol mỗi khí trong bình là bao nhiêu? Tính hiệu suất phản ứng tạo thành HI ?
- Gọi K là hằng số cân bằng của phản ứng 2HI  H
2
+ I
2
(1)
Theo đề ra ta có, n
HI p.ư.
= 1-0,8 =0,2(mol) . Theo p.ư. (1), suy ra n

H2
= n
I2
= 0,1(mol)
2HI ↔ H
2
+ I
2

Ban đầu 1(mol)
P.ư. : 0,2(mol) 0,1(mol) 0,1(mol)
Cân bằng : 0,8(mol) 0,1(mol) 0,1(mol)
[ ] : 0,8/V 0,1/V 0,1/V
Vậy K = [(0,1/V).(0,1/V)]/ (0,8/V)
2
= 1/64
Suy ra, pứ (2) : I
2
+ H
2
 2HI có hằng số cân bằng K' = 1/K = 64.
- Gọi x là số mol H2 tham gia để phản ứng (2) đạt cân bằng : ( Điều kiện x <0,2 )
H
2
+ I
2
 2HI K'
Ban đầu 0,2 0,4
Phản ứng x x 2x
Cân bằng 0,2-x 0,4-x 2x

Ta có K' = [HI]
2
/[H
2
].[I
2
] <=> 64 = [(2x/V')
2
] / [(0,2-x)/V'. (0,4-x)/V']
Giải được x = 0,189 =>Theo giả thiết n
I2 dùng
> n
H2 dùng

Theo phản ứng (2), n
I2 p.ư.
= nH2 p.ư. nên hiệu suất phản ứng (2) được tính theo H
2

p.ư. = (0,189/0,2)  100% = 94,5%
Cáu 32: . Cho cán bàòng
(K)
2
2SO
+
(K)
2
O





(K)
3
2SO
H < 0
a. Xạc âënh chiãưu chuøn dëch cán bàòng khi: Tàng nhiãût âäü ca hãû, båm thãm häùn håüp CO
2
, N
2
vo hãû,
thãm CO vo hãû.
b. Âun nọng häùn håüp cọ 2 mol SO
2
v 1 mol O
2
trong bçnh kên cọ thãø têch 4 lêt åí t
o
C cọ màût xục tạc
V
2
O
5
. Sau 1 thåìi gian hãû âảt âãún trảng thại cán bàòng. Biãút ạp sút ca häùn håüp âáưu v ạp sút häùn håüp
sau phn ỉïng åí t
o
C l P v P' (atm). Xạc âënh giåïi hản ca tè säú
P
P'

Giải:. a) - Khi tàng nhiãût âäü cán bàòng chuøn dëch theo chiãưu nghëch
- Khi thãm CO
2
, N
2
vo hãû  tàng ạp sút ca hãû nãn cán bàòng chuøn dëch theo chiãưu thûn
- Khi thãm CO vo hãû CO tạc dủng våïi O
2
lm näưng âäü O
2
 cán bàòng chuøn theo chiãưu nghëch

b)
(k)
2
2SO
+
(k)
2
O

(k)
3
SO
H < 0
b/âáưu : 2 mol 1 mol 0 mol
p/ỉïng : xmol
2
x
mol xmol

c/bàòng : (2 - x)
mol
(1 -
2
x
)
mol
x mol
n
t
= 2 + 1 = 3 mol ; n
s
= 2 - x + 1 -
2
x
+ x = 3 -
2
x
mol
s
t
P
P
=
s
t
n
n

P

P'
=
3
2
x
- 3
Vç 2  x  0 
3
2

P
P'
 1
Câu 33: Ở 817
0
C hằng số cân bằng K
p
của phản ứng giữa CO
2
và C
(r)
dư để tạo thành CO bằng 10.
Xác đònh :
a/ Phần mol của các khí trong hỗn hợp lúc cân bằng, khi áp suất chung bằng 4
Trường THPT Kỹ Thuật Lệ Thủy Tài liệu luyện thi HSG

 Giáo viên: Nguyễn Cao Chung - 19 -
b/ Áp suất riêng của khí CO
2
lúc cân bằng

c/ Áp suất chung của hỗn hợp sao cho lúc cân bằng CO
2
chiếm 60% về thể tích
2. a/ C
(r)
+ CO
2

(K)


2CO
(K)
K
p
= 10
BĐ 1mol 0


1-

2


K
p
=
2
2
CO

CO
P
P
=10 ( với P
i
= x
i
P và x
i
=
i
i
n
n

) ta có
2
2
1
1
1
C O
C O
P P
P P










thay vào biểu thức
tính K
p


2
1 2
0,62 0,234, 0,766
1 1
CO CO
x x
 

 

     
 


b/
2 2
. 0,234.4 0,936
CO CO
P x P  
atm
c/ Lúc cân bằng CO

2
chiếm 6% thể tích , nên
 
2
2
0,06;
0,94
0,94
10 0,679 .
0,06
CO
CO
P
x
x
K P P atm


   


Câu 34:X là ngun tố thuộc nhóm A, hợp chất với hidro có dạng XH
3
. Electron cuối cùng trên
ngun tử X có tổng 4 số lượng tử bằng 4,5.
a) Ở điều kiện thường XH
3
là một chất khí. Viết cơng thức cấu tạo, dự đốn trạng thái lai hố của
ngun tử trung tâm trong phân tử XH
3

.
b) Cho phản ứng:
2XOCl
2XO + Cl
2
, ở 500
0
C có K
p
= 1,63.10
-2
.
Ở trạng thái cân bằng áp suất riêng phần của P
XOCl
=0,643 atm, P
XO
= 0,238 atm.
a) Tính P
Cl
2
ở trạng thái cân bằng.
b) Nếu thêm vào bình một lượng Cl
2
để ở trạng thái cân bằng mới áp suất riêng phần của
XOCl bằng 0,683 atm thì áp suất riêng phần của XO và Cl
2
là bao nhiêu?
a> Vì X thuộc nhóm A, hợp chất với hidro có dạng XH
3
nên là nhóm VA (ns

2
np
3
). Vậy: m
s
= +1/2; l =
1 ; m = +1 suy ra: n = 4,5 – 2,5 = 2. Vậy X là Nitơ ( 1s
2
2s
2
2p
3
)
Cơng thức cấu tạo các hợp chất và dự đốn trạng thái lai hóa của ngun tử trung tâm:
NH
3
: N có trạng thái lai hố sp
3
.
N
H
H
H

b> Xét phản ứng ở 500
0
C:
2NOCl  2NO + Cl
2
K

p
= 1,63.10
-2

Ở trạng thái cân bằng có: P
NOCl
= 0,643 atm, P
NO
= 0,238 atm. Vậy dựa và biểu thức K
p
ta có:
P
Cl
2

= K
p
.
2








NO
NOCl
P

P
= 0,119 atm. Nếu thêm vào bình một lượng Cl
2
để P
NOCl
= 0,683 atm
thì P
NO
= 0,238 – 0,04= 0,198 atm => và P
Cl
2

= 0,194 atm.
2. Ở 820
0
C hằng số cân bằng K
p
của các phản ứng như sau:
CaCO
3
(tt) CaO (tt) + CO
2
(k) K
1
= 0,2
C
gr
+ CO
2
(k) 2CO (k) K

2
= 2
Cho 1 mol CaCO
3
và 1 mol C vào bình chân khơng dung tích 22,4 lít duy trì ở 820
0
C.
a. Tính số mol các chất khi cân bằng.
b. Ở thể tích nào của bình thì sự phân hủy CaCO
3
là hồn tồn.
Hướng dẫn: a. K
1
=PCO
2


0,2 atm K
2
=
2
2
PCO
COP
=> Do đó P
CO
=
2,0.2

0, 632 atm

Gọi x,y là số mol CaCO
3
và CO
2
đã phản ứng. Từ đó suy ra số mol các chất
Trng THPT K Thut L Thy Ti liu luyn thi HSG

Giỏo viờn: Nguyn Cao Chung - 20 -
CaCO
3
(tt)


CaO (tt) + CO
2
(k) K
1
= 0,2 (1)
Ban u 1 mol 0 0
Phn ng x x x
[ ] 1- x x x
C
gr
+ CO
2
(k)


2CO (k) K
2

= 2 (2)
Ban u 1 x 0 mol
Phn ng y y 2y
[ ] 1-y x-y 2y
trng thỏi cõn bng l:
CaCO
3
CaO CO
2
C CO
1 - x x x - y 1 - y 2y
x - y =
2
CO
2
P V
0,05 mol CO
RT

; 2y =
CO
P V
0,158 mol CO
RT


n
CaO
= 0,129 mol ;
3

CaCO
n
= 0,871mol ; n
C
= 0,921 mol
b. S phõn hy hon ton thỡ x = 1

2
CO
n
= (1- y) mol v n
CO
= 2y (mol).p sut CO
2
v CO khụng i.


0, 632V 2yRT
0, 2V 1 y RT







=> gii hai phng trỡnh ta c V

173,69 lớt
Vậy khi thể tích tăng, áp suất chung giảm thì cân bằng chuyển dịch theo chiều làm tăng áp suất, tức là

theo chiểu tạo ra khí CO
2
.(kết quả phù hợp nguyên lý Le Chaterlier)
Câu 35: . ở 600
0
K đối với phản ứng: H
2
+ CO
2



H
2
O(k) + CO có nồng độ cân bằng của H
2
,
CO
2
, H
2
O và CO lần lợt bằng 0,600; 0,459; 0,500 và 0,425 mol./1.
a) Tìm Kc, Kp của phản ứng.
b) Nếu lợng ban đầu của H
2
và CO
2
bằng nhau và bằng 1 mol đợc đặt vào bình 5 lít thì nồng độ cân
bằng các chất là bao nhiêu?
Giải: a) Kc =

2
2 2
.
.
H O CO
H CO
=
0,5 0,425
0,6 0,459


= 0,7716 ; Kp = Kc(RT)
n
= 0,7716 (do n = 0)
b) Tại CBHH: [H
2
O] = a ; [CO] = a ; [H
2
] = [CO
2
] = 0,2 a
Ta có :
2
2
(0,2 )

a
a

= 0,7716 a = 0,094 và 0,2 a = 0,106
Đáp số: Kc = Kp = 0,772; [H
2
] = [CO
2
] = 0,106 M và [H
2
O] = [CO] = 0,094 M.
Câu 36:. ở 1000K hằng số cân bằng Kp của phản ứng 2SO
2
+ O
2



2SO
3
bằng 3,50 atm

1
.
Tính áp suất riêng lúc cân bằng của SO
2
và SO
3
nếu áp suất chung của hệ bằng 1atm và áp suất cân
bằng của O

2
bằng 0,1atm.
Giải: Gọi x là áp suất riêng của SO
2
thì áp suất riêng của SO
3
= 1 0,1 x = 0,9 x
Kp =
2
2
(0,9 )
0,1
x
x


= 3,50 x = 0,57 atm và
3
P
SO
= 0,33 atm
Câu 37: . a) Tính hằng số cân bằng Kp đối với phản ứng: N
2
+ 3H
2



2NH
3

. ở 25
0
C
Biết G
0
ht
của NH
3
= 16,64 kJ/mol
b) Kp sẽ thay đổi thế nào khi phản ứng đã cho đợc viết dới dạng:
1
2
N
2
+
3
2
H
2



NH
3
.
G = 2. 16,64 = 33,28 kJ/mol G
0
= RTlnKp lnKp =
33,28
8,314 298

= 13,43
Vậy Kp = 6,8. 10
5
.


Trng THPT K Thut L Thy Ti liu luyn thi HSG

Giỏo viờn: Nguyn Cao Chung - 21 -
Kp =
3
2 2
2
3
.
NH
N H
P
P P
nên đối với phản ứng
1
2
N
2
+

3
2
H
2



NH
3
. có Kp =
3
2 2
1 3
2 2
.
NH
N H
P
P P
=
P
K
= 825
Câu 38. Cân bằng của phản ứng: NH
4
HS (r)


NH
3

(k) + H
2
S (k) đợc thiết lập ở 200
0
C trong một
thể tích V. Phản ứng đã cho là thu nhiệt. Cho biết áp suất riêng của NH
3
sẽ thay đổi thế nào khi cân
bằng đợc tái lập sau khi:
a) Thêm NH
3
;
b) Thêm H
2
S ;
c) Thêm NH
4
HS ;
d) Tăng nhiệt độ ;
e) áp suất toàn phần sẽ tăng do thêm Ar vào hệ ;
f) Thể tích bình tăng tới 2V.
Giải: a) tăng ; b) giảm ; c) không đổi ; d) tăng ; e) không đổi ; f)
tăng.
Câu 39. Cân bằng của phản ứng khử CO
2
bằng C : C + CO
2

2CO xảy ra ở 1090K với hằng số
cân bằng Kp = 10.
a) Tìm hàm lợng khí CO trong hỗn hợp cân bằng, biết áp suất chung của hệ là 1,5atm.
b) Để có hàm lợng CO bằng 50% về thể tích thì áp suất chung là bao nhiêu?
Giải: a) C + CO
2



2CO

n
[ ] (1 - x) 2x 1 + x (mol)
Phần mol
1
1
x
x



2
1
x
x


Ta có : Kp =
2
2

CO
CO
P
P
=
2
2
1
1
1
x
x
x
x






. 1,5 = 10 x = 0,79 mol
Vậy hỗn hợp lúc cân bằng chứa 2. 0,79 = 1,58 mol CO (88%)và 1 0,79 = 0,21 mol CO
2
(12%)
b) Suy ra Kp =

2
0,5
0,5
. P = 10 P = 20 atm.

Câu 40. ở 50
0
C và dới áp suất 0,344 atm độ phân ly của N
2
O
4
(k) thành NO
2
(k) bằng 63%. Xác định
Kp; Kc; Kx.
Giải: N
2
O
4
(k)


NO
2
(k)

n
[ ] 1 - 2 1 + ( là độ phân ly)
Phần mol
1
1

2
1




Kp =
2
2
CO
CO
P
P
=
2
2
1
1
1

. 0,344 thay = 0,63 tính đợc Kp = 0,9
áp dụng Kc = Kp.(RT)


n
với n = 1 và Kx = Kp. P


n
tính đợc Kc = 0,034 và Kx = 2,63

Câu 41. ở 820
0
C có các phản ứng sau với hằng số cân bằng tơng ứng:
CaCO
3
(r)


CaO (r) + CO
2
(k)

K
1
= 0,2
C (r) + CO
2
(k)

2CO (k) K
2
= 2,0
Lấy hỗn hợp gồm 1 mol CaCO
3
và 1 mol C cho vào bình chân không có thể tích 22,4 lít giữ ở 820
0
C.
1- Tính số mol các chất lỏng có trong bình khi phản ứng đạt tới trạng thái cân bằng.
2- Sự phân huỷ CaCO
3
sẽ hoàn toàn khi thể tích bình bằng nhiêu (áp suất riêng của các khí không
đổi). Kết quả này có phù hợp với nguyên lý Lơ-Sa-Tơ - Lie không? Liên hệ thực tế sản xuất vôi sống.
Trng THPT K Thut L Thy Ti liu luyn thi HSG

Giỏo viờn: Nguyn Cao Chung - 22 -
Giải: a) K
1
= P
2
CO
= 0,2 (atm) K
2
=
2
2
CO
CO
P

P
= 2 P
CO
=
2 0,2

= 0,63 atm
Từ PV = nRT với R = 0,082 Số mol CO
2
= 0,05 và số mol CO = 0,16
Gọi số mol CaCO
3
và C đã phản ứng là x và y
CaCO
3
CaO + CO
2
và C + CO
2
2CO
[ ] (1 x) x (x y) (1 y) y 2y
Ta có: x y = 0,05 và 2y = 0,16 x = 0,13 và y = 0,08
Số mol: CaCO
3
= 0,87; CaO = 0,13; C = 0,92; CO
2
= 0,05; CO = 0,16
b) Khi CaCO
3
phân huỷ hoàn toàn thì x = 1 số mol CO

2
= 1 x
ta có: 0,2V = (1 y)RT và 0,63V = 2yRT . Giải 2 phơng trình cho V = 174 lít
Vậy khi thể tích tăng, áp suất chung giảm thì cân bằng chuyển dịch theo chiều làm tăng áp suất, tức là
theo chiểu tạo ra khí CO
2
.(kết quả phù hợp nguyên lý Le Chaterlier)
Cõu 42 1.
137
Cs
l nguyờn t phúng x dựng trong lũ phn ng ht nhõn, cú chu k bỏn hu l 30,2
nm. Sau bao lõu thỡ lng cht ny cũn li 1,0%.
2. Ti 25
0
C
G

to thnh ca cỏc cht nh sau (theo kJ.mol
-1
):
H
2
O (k) CO
2
(k) CO (k) H
2
O (l)
-228,374 -394,007 -137,133 -236,964
a) Tớnh K
p

ca phn ng:
CO(k) + H
2
O(l)

H
2
(k) + CO
2
(k) ti 25
0
C
b) Tớnh ỏp sut hi nc ti 25
0
C.
c) Hn hp cỏc khớ CO, CO
2
, H
2
m mi khớ u cú ỏp sut riờng phn l 1,0atm c trn vi H
2
O
(l), d. Tớnh ỏp sut riờng phn ca mi khớ cú trong hn hp cõn bng ti 25
0
C, bit quỏ trỡnh xy ra khi
th tớch coi nh khụng i.
Hng s tc ca quỏ trỡnh phõn ró ht nhõn l:

1
1

2
0,693 0,693
k 0,023(nam )
t 30,2



Ta cú :
137
137
2,303 ( Cs)dau 2,303 100
t log log t 200,2608696(nam)
k ( C)sau 0,023 1


2. a) CO(k) + H
2
O(l)

H
2
(k) + CO
2
(k)
2 2 2
0 0 0 0 0
298(pu) H (k) CO (k ) CO(k ) H O(l)
0 1
298(pu)
G G G G G

G 0 ( 394,007) 137,133 236,964 19,91 kJ.mol




p dng phng trỡnh ng nhit Van Hof, ta cú:

0
3
T
0
T
G
19,91.10
3,49
2,303.RT 2,303.8,314.298
G RT ln Kp RT.2,303.lg Kp
Kp 10 10 10 3086,045027







b) xột
2
H O(h)
P
25

0
C ta xột cõn bng ti 25
0
C:
H
2
O(l)

H
2
O(h)
2 2
0 0 0
298(pu) H O(h) H O(l)
0 1
298(pu)
G G G
G 228,374) 236,964 8,59 kJ.mol




Trường THPT Kỹ Thuật Lệ Thủy Tài liệu luyện thi HSG

 Giáo viên: Nguyễn Cao Chung - 23 -
0
T
3
8,59
G

2,303.RT 2,303.8,314.298.10
Kp 10 10 0,03122677




   

Vì:
2
H O(l)
P
=const =1,0atm =>
2
H O(h)
P 0,03122677

atm (ở 25
0
C)
c) Vì ở điều kiện T, V đều là const => áp suất riêng phần tỉ lệ với số mol mỗi khí nên có thể tính áp
suất riêng phần theo phản ứng:
CO(k) + H
2
O(l)


H
2
(k) + CO

2
(k)
Ban đầu 1 1 1 (atm)
Cân bằng 1-x 1+x 1+x
2 2
2
H O CO
CO
[P ] [P ]
(1 x)
Kp 3,086 x 0,9987
[P ] (1 x)

    


Vậy tại thời điểm cân bằng ở 25
0
C:

2 2
3
CO
H CO
[P ] 1 x 1,3.10 atm
[P ] [P ] 1 x 1,9987 atm

  
   

Câu 43:
Nén 2 mol Nitơ và 8 mol Hidrô vào một bình kín có thể tích 2 lít (chỉ chứa sẵn chất xúc tác với
thể tích không đáng kể), đã được giữ ở nhiệt độ không đổi. Khi phản ứng trong bình đạt cân bằng,áp
suất các khí trong bình bằng 0,8 áp suất lúc đầu (lúc mới cho xong các khí vào, chưa phản ứng) .Tìm
hằng số cân bằng của phản ứng.
Giải: Tìm hằng số cân bằng:
Phương trình phản ứng: N
2
+ 3H
2


2NH
3

Ban đầu 2 mol 8 mol 0mol
Phản ứng xmol 3x mol 2x mol
Cân bằng (2- x mol) ( 8- 3x mol) 2x mol
Vì phản ứng xãy ra ở nhiệt độ không đổi và trong bình kín nên giữa áp suất và số molta có tỉ lệ
P
1;
áp suất trước phản ứng
P
2
; áp suất sau phản ứng
n
1
; số mol trước phản ứng
n
2

; số mol sau phản ứng


21
1
10
8,0 nP
P


moln 8
2

. Tổng số mol các chất sau phản ứng:
(2 - x)+(8 - 3x) + 2x = 8

x = 1 mol

2
N
n
(sau)
= 2 – 1 = 1 mol  [N
2
] =
lmol
V
/
2
11





2
H
n
(sau)
= 8 – 3 = 5 mol  [H
2
] =
lmol
V
/
2
55



3
NH
n

= 2 x 1 = 2 mol  [NH
3
] =
lmol
V
/1
2

22


Hằng số cân bằng của phản ứng:
128,0
125
16
2
5
2
1
1
]][[
][
3
2
3
22
2
3















HN
NH
K
cb


Mét sè bµi tËp tù luyÖn
2
1
2
1
n
n
P
P


Trng THPT K Thut L Thy Ti liu luyn thi HSG

Giỏo viờn: Nguyn Cao Chung - 24 -
1. Một bình 5 lít chứa 1 mol HI (k) đợc đun nóng tới 800
0
C. Xác định phần trăm phân li của HI ở
800
0
C theo phản ứng 2HI

H
2
+ I
2
(k) Biết Kc = 6,34. 10
4

Đáp số:
4,8%
2. ở 25
0
c hằng số cân bằng Kp đối với phản ứng N
2
+ 3H
2



2NH
3
bằng 6,8.10
5
.
a) Tính G
0
của phản ứng.
b) Nếu cũng ở nhiệt độ trên, áp suất đầu của N
2

, H
2
, NH
3
là 0,250; 0,550 và 0,950 atm. Tìm G của
phản ứng.
Đáp số: a) -33,28 kJ; b) -25,7kJ
3. Ngời ta tiến hành phản ứng: PCl
5



PCl
3
+ Cl
2
với 0,3 mol PCl
5
; áp suất đầu là 1 atm. Khi
cân bằng đợc thiết lập, áp suất đo đợc bằng 1,25 atm (V,T = const)
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.
Đáp số: a) 0,25; P = P
0
( 1
+
)
4. Xác định nhiệt đối với phản ứng CaCO
3

CaO + CO
2
biết rằng ớ 800
0
C áp suất phân li bằng
201,8mm Hg và ở 900
0
C bằng 992 mm Hg.
Đáp số: -166,82 kJ/mol
5. Trong một thí nghiệm ngời ta đặt một ămpun chứa N
2
O
4
lỏng có m = 4,6 g vào một bình phản ứng
đã đuổi hết không khí có dung tích 5,7lít. Đập vỡ ămpun rồi đa nhiệt độ của bình
phản ứng lên 50
0
C; Kết quả là N
2
O
4
bay hơi và bị phân li, áp suất trong bình đo đợc là 0,4586 atm.
Tính độ phân li của N
2
O
4
và hằng số cân bằng Kc đồi với phản ứng N
2

O
4



2NO
2
.
Đáp số: 97,4% ; Kc = 8,58
6. Một hỗn hợp đầu gồm 7% SO
2
, 11% O
2
và 82% N
2
dới áp suất 1 atm, đợc đun nóng tới 1000
0
K với
sự có mặt của một chất xúc tác. Sau khi cân bằng đợc thiết lập, trong hỗn hợp cân bằng SO
2
chiếm
4,7%. Tìm mức độ oxi hóa SO
2
thành SO
3
và hằng số cân bằng Kp và Kc của phản ứng: 2SO
2
+ O
2

2SO
3
(ghi chú: mức độ oxi hóa đợc đo bằng tỷ số giữa áp suất cân bằng và áp suất đầu) .
Đáp số: 32,9% , Kp = 2,44 ; Kc = 200
7. Trong sự tổng hợp NH
3
ở 400
0
C theo phản ứng N
2
+ 3H
2



2NH
3
hỗn hợp đầu gồm N
2
và H
2

đợc lấy theo đúng tỷ lệ hợp thức rồi đa vào bình phản ứng dung tích 1lít. Trong hỗn hợp cân bằng,
ngời ta thấy có 0,0385 mol NH
3
. Tính Kc, Kp.
Đáp số: Kc = 5,12. 10
7
; Kp = 1,68.10
4

8. ở 25
0
C hằng số cân bằng Kp của phản ứng thu nhiệt
2NO + Br
2
(k)


2NOBr (k) bằng 116,6 atm
1
.
a) Nếu đem trộn NOBr có P = 0,108 atm với NO có P = 0,1atm và Br
2
có P = 0,01 atm để tạo ra một
hỗn hợp khí ở 0
0
C thì vị trí cân bằng sẽ nh thế nào (câu trả lời phải định lợng).
b) Đa NOBr có P = 5 atm vào bình phản ứng ở 50
0
C thì thấy trong hỗn hợp cân bằng có NOBr ở P
= 4.30 atm. Tính Kp ở 50
0
C . So sánh giá trị Kp này với Kp ở 25
0
C. Giải thích?
Đáp số: Kp (50
0
C) = 179 atm
-1

9. Ngi ta cho 1 mol axit axetic tỏc dng vi 1 mol ru izopropylic. nhit t, cõn bng :
CH
3
COOH + CH
3
CHOHCH
3
CH
3
COOCH(CH
3
)
2
+ H
2
O
s t c khi 0,6 mol este c to ra.
a/ Tớnh thnh phn ca hn hp cõn bng.
b/ Nu thờm vo hn hp cõn bng ny 1 mol CH
3
COOH hoc 1 mol CH
3
CHOHCH
3
hoc 1
mol este thỡ thnh phn ca hn hp cõn bng mi s l bao nhiờu ?
S : a. axit : 0,4 mol ; ru : 0,4 mol ; este : 0,6 mol ; nc : 0,6 mol b. Thờm 1 mol axit : 1,22
mol axit ; 0,22 mol ru ; 0,78 mol este ; 0,78 mol nc
10. 27

0
C v di ỏp sut 1 atm phõn ly ca N
2
O
4
l 20%. Theo phn ng :
N
2
O
4 (k)
2NO
2 (k)

a/ Tớnh :
-K
P
v cho bit phn ng thu nhit hay ta nhit, bit 63
0
C phn ng cú K
P
= 1,27 ?
- phõn ly ỏp sut 0,05 atm.
b/ Ngi ta cho 46 gam N
2
O
4
vo bỡnh kớn cú dung tớch 20 lớt 27
0
C. Tớnh thnh phn ca hn
hp khớ lỳc cõn bng.

Trường THPT Kỹ Thuật Lệ Thủy Tài liệu luyện thi HSG

 Giáo viên: Nguyễn Cao Chung - 25 -
ĐS : a. K
P

= 0,167 phản ứng thuận thu nhiệt b. 0,385 mol N
2
O
4
; 0,230 mol NO
2

11. Một bình phản ứng có dung tích 10 lít chứa 0,1 mol H
2
và 0,1 mol I
2
ở 698 K, biết hằng số cân
bằng K
C
= 54,4. Tính nồng độ cân bằng của H
2
, I
2
và HI
ĐS : [H
2
] = [I
2
] = 0,00213 mol/l [HI] = 0,0157 mol/l

12. Cân bằng của phản ứng khử CO
2
bằng C :
C
(r)
+ CO
2

(k)
 2CO
(k)
xảy ra ở 1090 K với hằng số cân bằng K
P
= 10


a/ Tìm hàm lượng khí CO trong hỗn hợp khí cân bằng, biết áp suất chung của hệ là 1,5 atm
b/ Để có hàm lượng CO bằng 50% về thể tích thì áp suất chung là bao nhiêu ?
ĐS : a. 88% b. 20 atm
13. Ở 50
0
C và dưới áp suất 0,344 atm, độ phân ly

của N
2
O
4 (k)
thành NO
2 (k)

bằng 63%. Xác định
K
P
, K
C

ĐS : K
P
= 0,867 atm ; K
C
= 0,034
14. Ở 0
0
C và dưới áp suất 1 atm, độ phân ly

của N
2
O
4 (k)
thành NO
2 (k)

bằng 11%.
a/ Xác định K
P
.
b/ Cũng tại 0
0
C khi áp suất giảm từ 1 atm xuống 0,8 atm thì độ phân ly


thay đổi như thế nào ?
c/ Cần phải nén đẳng nhiệt hỗn hợp khí tới áp suất nào để độ phân ly

bằng 8% ?
ĐS : a. 0,049 atm b.

= 12,3% (tăng) c. P = 1,9 atm.
15. Ở 63
0
C hằng số cân bằng K
p
của phản ứng :
N
2
O
4 (k)
 2NO
2 (k)
K
p
= 1,27
Tính thành phần của hỗn hợp theo số mol khi áp suất của hệ lần lượt bằng : 1 atm; 10 atm. Từ đó rút ra
kết luận gì về ảnh hưởng của áp suất đến sự chuyển dịch cân bằng ?
ĐS : P = 1 atm : NO
2
= 66% N
2
O
4
= 34% P = 10 atm : NO

2
= 29,8% N
2
O
4
= 70,2%
16. Phản ứng dưới đây sẽ diển ra theo chiều nào khi ở 0
0
C và ở 100
0
C ?
N
2
O
4 (k)
 2NO
2 (k)

Biết
0
298

(kcal/mol) 2,31 8,09

0
298
S
(cal/K.mol) 72,73 57,46
17. Ở 850
0

C phản ứng :
CO
(k)
+ H
2
O
(k)
 CO
2

(k)
+ H
2 (k)
tại trạng thái cân bằng có hằng số cân bằng K
C
=
1. Cho biết nồng độ các chất ở thời điểm đầu : C
CO
= 2 mol/l ; C
H2O
= 0,1 mol/l và C
CO2
= 0, C
H2
= 0.
Tính nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng.
ĐS : [CO] = 1,133M ; [H
2
O] = 0,033M ; [CO
2

] = [H
2
] = 0,067M
18. Cho phản ứng : N
2
+ 3H
2
 2NH
3
tiến hành ở nhiệt độ và thể tích không đổi. Biết rằng
tại trạng thái cân bằng các chất có nồng độ như sau :
[N
2
] = 0,3M ; [H
2
] = 0,9M ; [NH
3
] = 0,4M
a/ Tính hằng số cân bằng của phản ứng
b/ Tính nồng độ ban đầu của N
2
và H
2

ĐS : a. K
C
= 0,73 b. N
2
= 0,5M ; H
2

= 1,5M
19. Bằng cách tính toán hãy cho biết cân bằng sau đây :
2SO
2

(k)
+ O
2

(k)
 2SO
3

(k)

chuyển dịch theo chiều nào khi tăng áp suất của hệ lên 3 lần (bằng cách nén) ? Cho biết nhiệt độ không
đổi.
20. Tiến hành phản ứng thuận nghịch trong bình kín có dung tích 1 lít.
CO
(k)
+ Cl
2 (k)
 COCl
2

(k)

Ở nhiệt độ không đổi nồng độ cân bằng của các chất là : [CO] = 0,02M ; [Cl
2
] = 0,01M ;

[COCl
2
] = 0,02M. Bơm thêm vào bình 0,03 mol Cl
2
. Tính nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng mới.
ĐS : [CO] = 0,01M ; [Cl
2
] = 0,03M ; [COCl
2
] = 0,03M
22 Cho cân bằng hóa học : N
2
+ 3H
2
 2NH
3
với

= - 92 KJ.mol
-1
Nếu xuất phát từ hỗn hợp chứa N
2
và H
2
theo tỉ lệ số mol đúng bằng hệ số tỉ lượng, tức tỉ lệ 1:3
thì khi đạt tới trạng thái cân bằng (ở 450
0
C và 300 atm) NH
3
chiếm 36% về thể tích.

a. Tính hằng số cân bằng K
p

b. Giữ nhiệt độ không đổi (450
0
C) cần tiến hành dưới áp suất bao nhiêu để khi đạt tới trạng thái
cân bằng NH
3
chiếm 50% về thể tích ?
c. Giữ áp suất không đổi (300 atm) cân bằng cần tiến hành ở nhiệt độ nào để khi đạt tới trạng
thái cân bằng NH
3
chiếm 50% về thể tích ?