skkn PHƯƠNG PHÁP GIẢI bài tập về cân BẰNG hóa học DÀNH CHO học SINH PHỔ THÔNG KHÔNG CHUYÊN

BM 01-Bia SKKN

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI
Đơn vị :THPT Xuân Hưng
Mã số: ................................
(Do HĐKH Sở GD&ĐT ghi)

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VỀ CÂN BẰNG HÓA HỌC
DÀNH CHO HỌC SINH PHỔ THÔNG KHÔNG CHUYÊN

Người thực hiện:

NGUYỄN QUÓC BẠCH

Lĩnh vực nghiên cứu:
- Quản lý giáo dục



- Phương pháp dạy học bộ môn: ............................. 
(Ghi rõ tên bộ môn)

- Lĩnh vực khác: ....................................................... 
(Ghi rõ tên lĩnh vực)

Có đính kèm: Các sản phẩm không thể hiện trong bản in SKKN
 Mô hình
 Đĩa CD (DVD)
 Phim ảnh  Hiện vật khác
(các phim, ảnh, sản phẩm phần mềm)

Năm học: 2015-2016


BM02-LLKHSKKN

SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC
––––––––––––––––––
I. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN
1. Họ và tên:

Nguyễn Quốc Bạch

2. Ngày tháng năm sinh:

28/06/1968

3. Nam, nữ:

Nam

4. Địa chỉ: Xã Suối Cát, Huyện Xuân Lộc, Tỉnh Đồng Nai
5. Điện thoại: 0613.756081

(CQ)/

(NR); ĐTDĐ:0918805453

6. Fax:

E-mail:

7. Chức vụ: Giáo viên
8. Nhiệm vụ được giao :
Giáo viên giảng dạy môn hóa và chủ nhiệm lớp 12C6
9. Đơn vị công tác: THPT Xuân Hưng
II. TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO
- Học vị :

Cử nhân

- Năm nhận bằng:

2005

- Chuyên ngành đào tạo: Hóa Học
III. KINH NGHIỆM KHOA HỌC
- Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm: Hóa vô cơ
Số năm có kinh nghiệm: 10 năm
- Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 5 năm gần đây:

2


BM03-TMSKKN

Tên SKKN
PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VỀ CÂN BẰNG HÓA HỌC
DÀNH CHO HỌC SINH PHỔ THÔNG KHÔNG CHUYÊN
I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Là một trường có chất lượng đầu vào thấp nên việc tiếp thu kiến thức còn
hạn chế . Để nâng cao chất lượng dạy học trong nhà trường là một công việc rất
khó cho giáo viên trường tôi .Chính vị thế mà mỗi giáo viên phải luôn tìm phấn
đấu thực hiện nội dung và phương pháp sao cho phù hợp với lực học của các em
nhằm kích thích sự hứng thú và nâng cao tính tự học của học sinh. Với bộ môn hóa
đây là môn khoa học thực nghiệm đòi hỏi tính tư duy nhiều hơn trong lý thuyết và
thực hành .Đặc biệt là trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi đối với trường tôi rất
khó khăn trong việc chọn nguồn học sinh .Với lượng kiến thức đã có sẳn mà tôi đã
tham khảo dùng để dạy cho học sinh trường tôi trở thành không phù hợp và quá
nặng dẫn đến đạt kết quả không cao.
Thực trạng là một giáo viên dạy ở trường không chuyên và chỉ dạy chương
trình cơ bản .Mỗi khi đến thời điểm bồi dưỡng học sinh giỏi thì có liên quan kiến
thức ở phần cân bằng hóa học trong các pha lỏng và pha khí . Với lượng kiến thức
chỉ dạy cơ bản nên mỗi xem lại thì giáo viên trường tôi rất ngại và chỉ dạy cho qua
mà thôi. Chính vì thế nhờ qua nhiều năm có tham gia , bản thân cũng đã rút ra một
số kinh nghiệm trong giảng dạy phần này nên tôi muốn nêu ra một số kinh nghiệm
để làm giáo án cho tổ thực hiện dạy học cho các năm sau .
II. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
a) Lý thuyết và bài tập vể cân bằng hóa học là một trong những nội dung
kiến thức mả học sinh phổ thông rất khó lĩnh hội vì trong chương trình lớp 10 chỉ
biết sơ qua những kết quả đã có . Về bản chất học sinh còn ngỡ ngàng trong cách
giải quyết vấn đề , chưa hình thành nên cho mình kĩ năng làm dạng bài tập này
.Đọc lý thuyết về cân bằng nhiệt- động của của các tác giả viết sách cho sinh viên
đại học các em càng thấy e ngại hơn , vượt quá sức của các em đặt biệt là các em
học sinh ở các trường THPT không chuyên.
b)Chính vì gặp khối lượng kiến thức nhiều như thế nên phần lớn giáo viên
không biết nên dạy kiến thức nào cho phù hợp với học sinh của mình . Giáo viên
chưa chưa chuẩn bị tốt hệ thống phần lý thuyết và chưa xây dựng được các bài tập
vừa chuyên sâu vừa phù hợp với học sinh , nhằm đảm bảo học sinh nắm bắt được
những điều cơ bản nhất từ đó giúp các em có sự tự tin hơn khi gặp phần này.

Qua một thời gian tham gia bồi dưỡng học sinh giỏi của trường bản thân đã
rút ra một số kinh nghiệm trong quá trình soạn về lý thuyết và bài tập cho chuyên
đề cân bằng hóa học ,giúp các em nắm được lý thuyết vừa sức của mình để giải
quyết các bài tập thường có trong các đễ thi HSG cho trường không chuyên .Phần
nào cũng đã đáp ứng được cho học sinh và kết quả cũng đã tốt hơn các năm trước
Từ những tài liệu hiện có tôi đã biên soạn lại về hệ thống lý thuyết cũng như
bài tập một cách dễ hiểu hơn để học sinh tự nghiên cứu được từ đó phát triển tư
duy của các em ,đồng thời là giáo án bồi dưỡng HSG cho tổ bộ môn
III. TỔ CHỨC THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP.
3


1.Giải pháp thực hiện
a)Hệ thống hóa lại phần lý thuyết:
-Đơn giản hóa phân kiến thức sao cho đảm bảo vừa đủ và phù hợp với học sinh
trường mình qua các nội dung :
+Khái niệm về phản ứng thuận nghịch
+Hằng số cân bằng trong phản ứng thuận nghịch
+Lý luận và chứng minh các hằng số cân bằng Kp,Kc,KN,Kx
+Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng
+Khái niệm một số đại lượng có liên quan như : Hiệu ứng nhiệt , entropi,
năng lượng tự do Gibbs, bậc phản ứng
+Cân bằng hóa học trong các phản ứng oxi hóa-khử
+Pin điện hóa
+Một số vấn đề về động hóa
b)Hệ thống bài tập :
- Xây dựng sát với từng phần và có hướng dẫn giải cho mỗi ví dụ
-Xây dựng hệ thống bài tập tự luyện cho học sinh
2.Quá trình thực hiện :
-Khi chưa có giải pháp này ,các giáo viên thường chọn bài tập theo dạng rồi giải

mẫu cho học sinh .Sau đó học sinh dựa vào đó mà làm , học sinh bị hỏng kiến thức
chỗ nào thì giáo viên hướng dẫn tiếp .Học sinh có lúc giải được có lúc không làm
được ,kiến thức cho các em không vững và luôn mang yếu tố may mắn nên các em
thường nói sao khó quá. Khi tôi phát tài liệu này thì các em rất thích và đã có tự tin
hơn và giải quyết từng vấn đề chắc chắn hơn và đã có được những giải nhì HSG
cấp tỉnh mà trước kia chưa có .
-Quá trình lên lớp tôi thấy nhẹ nhàng hơn không còn phải giải quyết nhiều vấn đề
mà lúc nào cũng lặp đi lặp mà học sinh vẫn không hiểu dẫn đến không hiệu quả .
-Giảm bớt tính hàn lâm quá nhiều làm nặng nề cho học sinh mà lúc trước kia tôi
hay vấp phải làm học sinh nản lòng .
IV.NỘI DUNG CỦA GIẢI PHÁP
1.Phản ứng thuận nghịch, trạng thái cân bằng hoá học.
- Phản ứng thuận nghịch: Là phản ứng xảy ra theo hai chiều ngược
nhau, trong đó các chất đem phản ứng tác dụng với nhau tạo sản phẩm, đồng thời
các chất sản phẩm tác dụng với nhau tạo chất ban đầu.

→ cC + dD
aA + bB ¬



→ 2NH3(k)
VD: N2(k) + 3H2(k) ¬



→ 2HI(k)
H2(k) + I2(k) ¬



4


- Trạng thái cân bằng: Là trạng thái mà ở đó tốc độ phản ứng thuận bằng tốc
độ phản ứng nghịch (Vthuận = Vnghịch) ( Hay nồng độ các chất không đổi), nhưng
phản ứng vẫn xảy ra bình thường.
*Vận tốc phản ứng thuận vthuận= k1. [A]a.[B]b
*Vận tốc phản ứng nghịch vnghịch=k2.[C]c. [D]d
2. Hằng số cân bằng của phản ứng:

→ cC + dD
Phản ứng: aA + bB ¬


Khi phản ứng cân bằng lúc đó : Vthuận = Vnghịch
⇒ k1. [A]a.[B]b = k2.[C]c. [D]d
[C ]c .[ D]d k1
⇒
=
= kcb
[ A]a .[ B]b k2

[ C ] .[ D ]
a
b
[ A] . [ B ]
c

Kcb =
* Một số chú ý:

Phản ứng nghịch:

d

- Đối với chất rắn nồng độ = 1
- Kcb chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ

→ cC + dD (1)
aA + bB ¬



Kcb1
1


→ aA + bB
cC + dD ¬



Kcb2 = K
cb1

3. Các hằng số cân bằng Kp, Kc, KN.

→ cC + dD (*). Nếu phản ứng ở pha khí ta nhận
a)Xét phản ứng: aA + bB ¬



thấy, trong biểu thức của hằng số cân bằng (*), thành phần của các chất tham gia
phản ứng ở trạng thái cân bằng được biểu thị qua các áp suất riêng phần Pi của
chúng, vì vậy hằng số cân bằng được ký hiệu là Kp.

PCc .PDd
Kp = a b
PA .PB
Nồng độ của một chất được biểu thị bằng hệ thức: C i =

ni
( mol/ l), trong đó ni là
V

số mol chất của i và V là thể tích chung của hỗn hợp.
Mặt khác, ta cũng đã biết, đối với khí lý tưởng: P i =

ni
RT = Ci RT, vậy áp
V

suất riêng phần của chất A,B,C,D lần lượt là : P A = CA. RT, PB = CB. RT, PC = CC.
RT, PD = CD. RT. Thay các giá trị này vào (1) ta có.

PCc .PDd CCc .CdD ( RT )c .( RT ) d
KP = a b = a b .
PA .PB C A .C B ( RT ) a .( RT )b

(1)

b)Nếu thành phần của các chất tham gia phản ứng được biểu thị bằng nồng độ C
thì hằng số trên được ký hiệu là KC.
c d
CC .C D [C ]c .[ D ]d
KC = a b =
a
b
C A .C B
[ A] .[ B ]

(2)

Như vậy hệ thức (1) có thể viết:
KP = KC. ( RT )( c + d ) − ( a + b )
5


Hay KP = KC (RT) ∆n
(3)
Với ∆ n = (c + d) - ( a + b). Đó là hệ thức liên hệ giữa K P và KC. Ta cần lưu ý rằng,
vì ở đây P thường tính ra atm, V tính ra lít nên:
P0 V0

1.22, 4

R = T − 273.15 = 0,0823. atm / mol. K
0
c)Tính hằng số cân bằng theo nồng độ mol phần là KN
ni
N Cc .N Dd

KN= a b Trong đó nồng độ mol phần : Ni= n + n + n + n
N A .N B
A
B
C
D

Mà PA=NA.P , PB=NB.P , PC=NC.P , PD=ND.P (P là áp suất chung của hệ )
c

d

 PC   PD 
 P ÷ . P ÷
Kp
PCc .PDd ( a +b )−( c+d )




⇒ KN=
=
.
P
=
a
b
PAa .PBb
P ( c + d )− ( a + b )
 PA   PB 

 ÷ . ÷
 P  P
Suy ra Kp=KN. P ∆n

∆n
Kp= KN. P =

c
C
a
A

d
D
b
B

n .n
n .n

nEe .nQq
P ∆n
[
] ⇒ Kn = a b
nA .nB
∑ ni

ni : Số mol của các chất
P : Áp suất chung của phản ứng
Nếu ∆n =0 thì Kp=Kc=KN=Kn

* Áp suất riêng phần của từng chất :
PA=NA.P PB=NB.P
PC=NC.P
PD=ND.P
4. Các yếu tố ảnh hưởng đến chuyển dịch cân bằng
Khái niệm: Cân bằng hoá học là trạng thái của phản ứng thuận nghịch khi tốc độ
phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch.
* Ảnh hưởng của nồng độ.
- Khi tăng hoặc giảm nồng độ một chất trong cân bằng, thì cân bằng bao giờ cũng
chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động của việc tăng hoặc giảm nồng độ của
chất đó.
Lưu ý: Nếu trong hệ cân bằng có chất rắn (ở dạng nguyên chất) thì việc
thêm hoặc bớt lượng chất rắn không ảnh hưởng đến cân bằng) nghĩa là cân bằng
không chuyển dịch ( trừ trường hợp việc thêm hoặc bớt này gây ra sự biến đổi áp
suất chung của hệ.
* Ảnh hưởng của áp suất.
Khi tăng áp suất chung của hệ cân bằng thì bao giờ cân cũng chuyển dịch
theo làm giảm tác động của việc tăng hay giảm áp suất đó.
* Ảnh hưởng của nhiệt độ.

→ b.B ∆H T = a
Ta có: ∆H N = - a aA ¬


∆H < 0 phản ứng toả nhiệt → t 0 ↑
∆H > 0 phản ứng thu nhiệt → t 0 ↓
Khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều thu nhiệt nghĩa là chiều làm
tác động của việc tăng nhiệt độ, và khi giảm nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo
chiều phản ứng toả nhiệt, chiều làm giảm tác động của việc giảm nhiệt độ.
6

* Vai trò của chất xúc tác.
Chất xúc tác khơng làm biến đổi nồng độ các chất trong cân bằng và cũng
khơng làm biến đổi hằng số cân bằng, nên khơng làm chuyển dịch cân bằng, chất
xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng thuận và tốc độ phản ứng nghịch với số lần bằng
nhau, nên khi phản ứng thuận nghịch chưa ở trạng thái cân bằng thì chất xúc tác có
tác dụng làm cho cân bằng được thiết lập nhanh chóng hơn.
+ Để ý ảnh hưởng của nhiệt độ đến cân bằng hố học.
Khi nhiệt độ thay đổi thì Kcb thay đổi. Trong khoảng hẹp của nhiệt độ, nếu coi ∆ H
là hằng số đối với nhiệt độ thì ta có cơng thức.
Kp(T2 )
∆H 0 1 − 1
ln
=
(
)
Kp(T1 )
T1 T2
R
Với: ∆ H0: J. mol −1
R = 8,314 J. K −1
T = (t0 c + 273)0 K
5)Một số đại lượng liên quan :
a) Hiệu ứng nhiệt
- Hiệu ứng nhiệt là năng lượng tỏa ra hay hấp thụ trong một phản ứng hóa học
- Được kí hiệu là : ∆H (entapi)
, đơn vị là KCal/mol hoặc KJ/mol (1Cal =
4,184J)
- ∆H < 0 : phản ứng tỏa nhiệt

- ∆H > 0 : phản ứng thu nhiệt
*Cách tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học
- Năng lượng liên kết (Elk hoặc ∆Hlk) là năng lượng cần thiết để phá vở 1 liên kết
hóa học thành các các ngun tử riêng rẽ ở trạng thái khí .
VÝ dơ: Tõ thùc nghiƯm thu ®ỵc trÞ sè trung b×nh ∆ H (theo Kcal.mol-1) ph©n ly
tõng liªn kÕt ë 250C nh sau:
Liªn kÕt
H–H
O–O
O–H
C–H
C–O C–C
104
33
111
99
84
83
∆H
H·y so s¸nh ®é bỊn liªn kÕt cđa c¸c chÊt trong sù ®ång ph©n hãa:
CH3CH2OH (h¬i) → CH3-O-CH3 (h¬i)
+Xét phân tử CH3CH2OH có 1 liên kết C − C ;
5 liên kết C − H ;
1 liên kết C − O
và 1 liên kết O − H.
Năng lượng cần thiết phá vỡ các liên kết này
= (83) + (99×5) + (84) + (111) = 773 Kcal/mol
+Xét phân tử CH3 − O − CH3 có 6 liên kết C − H
và 2 liên kết C − O
Năng lượng tỏa ra khi hình thành các liên kết này

= (99 × 6) + (84 × 2) = − 762 Kcal/mol
→ ∆H = 773 − 762 = 11 Kcal/mol ;
∆H mang dấu + chứng tỏ :
Phản ứng trên là thu nhiệt và độ bền liên kết của CH3CH2OH > CH3OCH3.
*Hiệu ứng nhiệt ∆H =

∑ Elk (chất phản ứng) - ∑ Elk (chất tạo thành)
7


- Nhiệt tạo thành của một hợp chất là lượng nhiệt tỏa ra hay hấp thụ khi tạo thành
một mol chất đó từ các đơn chất bền . Nhiệt tạo thành của đơn chất bằng 0 .
∆H = ∑ nhiệt tạo thành sản phẩm - ∑ nhiệt tạo thành các chất tham gia
b)Đại lượng entropi S
-Về ý nghĩa vật lý, entropi là đại lượng đặc trưng cho mức độ hỗn độn phân tử
của hệ cần xét. Mức độ hỗn độn của hệ càng cao thì entropi của hệ có giá trị càng
lớn.
-Khi tìm mối liên hệ giữa lượng nhiệt mà hệ thu vào với cơng mà nó thực hiện
khi chuyển từ trạng thái có nhiệt độ cao sang trạng thái có nhiệt độ thấp ta thu
được một đại lượng mới đó là entropi . Độ biến thiên của entropi kí hiệu là ∆S
* Đối với q trình thay đổi trạng thái vật lý của các chất thì nhiệt độ khơng thay
đổi và nếu áp suất cũng khơng thay đổi thì biến thiên entropi của q trình là:
∆H
∆S =
T
* Đối với phản ứng hố học, biến thiên entropi là:

∆S = ∑ S(sản phẩm) − ∑ S( phản ứng)

c)Năng lượng tự do Gibbs

Các q trình hố, lý thường xảy ra trong các hệ kín, tức là có sự trao đổi
nhiệt và cơng với mơi trường xung quanh, do đó, nếu dùng biến thiên entropi để
đánh giá chiều hướng của q trình thì phức tạp vì phải quan tâm đến mơi trường
xung quanh. Vì vậy, người ta đã kết hợp hiệu ứng năng lượng và hiệu ứng entropi
của hệ để tìm điều kiện duy nhất xác định chiều diễn biến của các q trình tự phát.
Năm 1875, nhà vật lý người Mỹ đưa ra đại lượng mới là năng lượng tự do Gibbs
và được định nghĩa: G = H – TS.
-Đối với q trình đẳng nhiệt, đẳng áp thì :
∆G=∆H-T. ∆S , ∆G<0 phản ứng tự xảy ra
∆G = -RTlnK (R=8,314j/K.mol);
p = 1atm = 1,013. 105 Pa
CCc CDd
0
∆G = ∆G + RT ln a b
C A CB
-Nếu ∆G tính theo Cal thì R=8,3144, còn tính theo J thì R=1,987. Chú ý
1Cal= 4,186J
∆G >0: Phản ứng chuyển dịch theo chiều nghịch
∆G <0: Phản ứng chuyển dịch theo chiều thuận
-Khi phản ứng đạt được trạng thái cân bằng:
∆G=0 ⇒ ∆G0 = -RTlnKC
-Biến thiên thế đẳng áp trong phản ứng hóa học:
∆G = ∑ ∆G(sản phẩm) − ∑ ∆G( phản ứng)
6)Hằng số cân bằng của phản ứng oxi hóa-khử - Pin điện hóa
a)Xét phản ứng : a Ox + ne ƒ bKh
Ta có ∆G 0 = − RT ln K = − nFE 0
F
.nE 0
Suy ra lg K =
2,303.RT

8


Ở 250C (T=2980K) thì ta có

F
96500
1
=
=
2,303.RT 2,303.8,314.298 0,059

nE 0
nE 0
Từ đó ta có lg K =
. Suy ra
0,059
K = 10
0,059
b)Xét phản ứng oxi hóa-khử gồm có hai bán phản ứng sau :
a Ox1 + ne ƒ

×m
×n

ƒ

cKh2

bKh1

K1 = 10

dOx2 + m e K = 10
1

Ta cân bằng phản ứng : am Ox1 + cnKh2 ƒ

nE10
0,059

−

mE20
0,059

bmKh1 + dnOx2

c)Trong pin điện hóa :

K = 10

mn ( E 01 − E 0 2 )
0,059

Ox1
Ox2
Cực dương (catot)
Kh1

Kh2
0,059 lg [Ox1 ]
0,059 lg [Ox2 ]
0
0
Eanot= Eanot +
.
Ecatot= Ecatot +
.
[Kh1 ]
[Kh 2 ]
n
m
0,059 lg [Ox2 ]
0,059 lg [Ox1 ]
0
0
Epin= Ecatot – Eanot = Ecatot +
.
−( Eanot +
.
)
[Kh 2 ]
[Kh1 ]
m
n
[Ox1 ]
0,059 lg [Ox2 ]
0
0

0
0
= E pin +
(n
− m. lg
) Với E pin = Ecatot − Eanot
[Kh 2 ]
[Kh1 ]
nm
Cực âm (anot)

-Khi cân bằng Epin=0 (pin hết điện) lúc đó Ecatot = Eanot
-Kcb=

10

mn∆E 0
0,059

Lưu ý chất rắn không tính nồng độ
7.Một số vấn đề về động hóa
a)Phương trình động học chung của phản ứng
- Nếu hệ trong dung dịch lỏng: υ = −
- Nếu phản ứng ở pha khí: υ = −

d ∆P
d ∆t

d ∆C
d ∆t

= ktd CΑx CΒy

= ktd PΑx PΒy

x+y: Bậc của phản ứng. Đối với phản ứng đơn giản, bậc của phản ứng là tổng
hệ số tỉ lệ của các chất phản ứng.
A, B: Các chất tham gia phản ứng
CA, CB: Nồng độ A, B ban đầu
b)Tốc độ phản ứng và hằng số tốc độ k td thay đồi theo nhiệt độ theo các biểu
thức:

v(T )
2

v(T )
1

=

kt

2

kt

=k

T2 −T1
2

−E

và k = A .e RT , trong đó:
(T )
0

1

A0: Là hằng số đặc trưng cho phản ứng
E: Năng lượng hoạt hóa của phản ứng
9


ln

k(T )
2

k(T )

=

1

E 1 1 
 − ÷
R  T1 T2 

E: Năng lượng hoạt hóa của phản ứng (J.mol-1)

c)Liên hệ giữa hằng số tốc độ ktd và nồng độ các chất theo thời gian (dùng để
xác định hằng số ktd):
- Đối với phản ứng bậc 0: ( v = k td )
k.t = C0 – Ct
- Đối với phản ứng bậc 1: ( v = k td .C A )
C
k td .t = ln 0
Ct
- Đối với phản ứng bậc 2:
+ Nếu CA=CB ( v = k td .C A .C B = k td .C A2 )
ktd .t =

1
Ct

−

1
C0

+ Nếu CA ≠ CB ( v = k td .C A .C B )
1
b(a - x)
k td .t =
ln
a - b a(b - x)
a, b: Nồng độ ban đầu chất phản ứng
x: nồng độ chất tham gia phản ứng
- Đối với phản ứng bậc 3:
Chỉ xét trường hợp nồng độ tham gia phản ứng của các chất đều bằng nhau: (

v = k td .C3A )
8)Các phương pháp tính toán liên quan đến hằng số cân bằng
a)Tính hệ số cân bằng của phản ứng :
Câu 1:Trong một bình kín chứa N 2 (1M), H2 (4M) và xúc tác (thể tích không đáng
kể). Thực hiện phản ứng ở t0c và áp suất p. Khi hệ đạt tới trạng thái cân bằng thì áp
suất là 0,8p, còn nhiệt độ vẫn là t0c. Hãy tính:
a. Hằng số cân bằng của phản ứng
b. Hiệu suất phản ứng và nồng độ mol của các chất tại thời điểm cân bằng
Hướng dẫn :
Tổng nồng độ của hệ trước cân bằng là: 1 + 4 = 5 (mol.l)
Gọi nồng độ N2 phản ứng là x (mol.l)
2

N2

+

3H2

ƒ

2NH3

 NH 3 
Kc = 
3
 N 2   H 2 

Ban đầu:
1

4
0
(mol.l)
Phản ứng
x
3x
Cân bằng (1-x)
(4-3x)
2x
(mol.l)
Vì nhiệt độ không đổi, thể tích các khí trước và sau phản ứng đều bằng thể tích
bình chứa nên: PT: PS = nT:nS =

C M T : C MS
10


Suy ra

p
5
=
giải ra ta được x=0,5 (mol.l)
0, 8p 5 - 2x

Nồng độ các chất tại thời điểm cân bằng[N2]=1-x=0,5M
[H2]= 4- 3x = 2,5M. [NH3] = 2x =1M
12
Kc =
= 0,128

3
0, 5  2, 5
Câu 2: Một bình phản ứng có dung tích không đổi, chứa hỗn hợp khí N 2 và H2
với nồng độ tương ứng là: 0,3M và 0,7M. Sau khi phản ứng tổng hợp NH 3 đạt
trạng thái cân bằng ở t0C, H2 chiếm 50% thể tích hỗn hợp thu được hằng số cân
bằng KC ở toC .Tính Kc
Hướng dẫn: PTHH

→ 2NH3(k)
N2(k) +
3H2(k) ¬


Ban đầu:
0,3M
0,7M
0
Phản ứng: x(M)
3x(M)
2x(M)
[ ]
0,3-x
0,7-3x
2x
0, 7 − 3 x
2
% VH = 0,3 − x + 0, 7 − 3 x + 2 x x 100% = 50%
Suy ra
x = 0,1(M)

NH 3 ]
[
(2 x) 2
=
Kcb =
[ N 2 ] [ H 2 ] (0,3 − x)(0, 7 − 3x)
2

= 2,925

b)Từ Kcb tính nồng độ các chất - tính pH-tính hiệu suất phản ứng:

→ CC + dD
Đối với phản ứng: aA + bB ¬



[ C ] .[ D ]
Kcb =
Đối với chất rắn thì: [ ] = 1.
a
b .
[ A] . [ B ]
c

d

pH =-log[H+]
Câu 1: Cho biết phản ứng sau:


→ H2(k) + CO2(k) , ở 7000C hằng số cân bằng Kc = 1,873. Tính
H2O(k) + CO(k) ¬


nồng độ của H2O và CO ở trạng thái cân bằng, biết rằng hỗn hợp ban đầu gồm:
0,300 mol H2O và 0,300 mol CO trong bình 10 lit ở 7000C.
Hướng dẫn:

CH 2 O =

0,300
= 0, 030( M )
10

0,300
= 0,030(M)
10

→ H2(k) + CO2 (k)
H2O(k) + CO(k) ¬



CCO =
Phản ứng:
Ban đầu:
Phản ứng:

[ ]

Kcb

0,03
x
0,03-x

0,03
x
0,03-x

xx
= 1,873
(0, 03 − x) 2

0
x
x

0
x
x

x = 0,017
11


Vậy: [ H 2 ] = [ CO2 ] = 0,017 (M)
[ CO] = [ H 2 O ] = 0,03 - x = 0,013 (M)
Câu 2: Cho cân bằng sau :


→ 2HI(k) . Ở nhiệt độ t0C có hằng số cân bằng là 40.
H2(k) + I2(k) ¬


Xác định % H2, I2 chuyển thành HI. Nếu nồng độ ban đầu của chúng bằng nhau và
bằng 0,01M.

→ 2HI(k)
Hướng dẫn:
H2(k)
+ I2(k)
¬


Ban đầu:
0,01
0,01
0
Phản ứng:
x
x
2x
[ ] cb
0,01-x
0,01-x
2x
(2 x) 2
KCB = 40 =
x1 = 0,0146>0,01 (loại )
(0, 01 − x) 2

x2 = 0,0076 (nhận)
0, 0076

Vậy: % H2 
→ HI .
x 100% = 76%
0, 01
Câu 3: Hằng số cân bằng của phản ứng:

→ 2HBr(k). ở 7300C là 2,18.106. Cho 3,2 mol HBr vào bình
H2(k) + Br2(k) ¬


phản ứng dung dịch 12 lit ở 7300C. Tính nồng độ của H2, Br2, HBr, ở trạng thái cân
bằng.
Hướng dẫn:

→ 2HBr(k) , K = 2,18.106
H2(k) + Br2(k) ¬


CM

3, 2

0,8

HBr = 12, 0 = 3 (M)
2HBr(k)


→ H2(k) + Br2(k)
¬



Ban đầu:

0,8
(M)
3

0

0

Phản ứng:

x(M)

x/2

x/2

[ ]

0,8
−x
3

x
2

x
2

Kcb =

1
.10 −6
2,18

KCB =

1
1
.10−6
−6 =
2,18
2,18.10

x x
.
2
2
=
0,8
(
− x) 2
3

→ nên: 0,8 − x ≈ 0,8
K < 10 −4 
3
3
2
x
1

→ x ≈ 3,61.10 −4
.10−6 = 4
0,8
2,18
( )2
3

Vì:

12


Vậy: [ H 2 ] = [ Br2 ] =

3, 61.10−4
= 1,805.10−4 ( M )
2

0,8
− 3, 61.10−4 ) (M)
3

Câu 4: Dung dịch CH3COOH 0,5M ở 25oC có Ka= 1,75.10 − 5
Tính pH của dung dịch.

→ CH3COO − + H+
Hướng dẫn:
CH3COOH ¬


Ban đầu:
0,5M
0
0
Phản ứng:
x
x
x
[]:
0,5 - x
x
x
2
x
Ka =
= 1,75.10 −5
Do: Ka < 10 −4 => 0,5 - x ≈ 0,5
0,5 - x

[ HBr ] = (

x2

= 1,75.10 −5 => x = [H+] = 2,958.10 −3 M
0,5
pH = -lg [H+] = -lg 2,958.10 −3 = 2,53.
Đ/S: pH = 2,53
Câu 5: Dung dịch NH3 0,2M ở 25oC có Kb = 1,8.10 − 5. Tính pH của dung dịch

→ NH +4 + OH −
Hướng dẫn:
NH3 + H2O ¬


Ban đầu:
0,2M
0
0
Phản ứng:
x(M)
x(M) x(M)
[ ]
0,2 -x
x
x
Kb = 1,8.10 − 5 =
1,8.10

−5

x
0, 2 − x

Do Kb < 10 − 5 
→ 0,2-x ≈ 0,2

x2
=

→ x = 3,6.10 −6
0, 2

OH −  = 1,897.10 −3 (M)
10−14
10−14
 H  =
=
= 0,527.10 −11
OH − 
1,897.10−3
+

+

→ pH = - lg  H  - lg 0,527.10 −11 
→ pH = 11,278

Câu 6: Dung dịch A gồm: CH3COOH 0,2M, CH3COO Na: 0,1M ở 250C.
K CH3COOH = 1,85.10 −5 . Tính pH của dung dịch.
Hướng dẫn:
PT:
Ban đầu:
Phản ứng:

[ ]

CH3COO Na 
→ CH3COO − + Na+
0,1M
0,1M

→
CH3COOH ¬
CH3COO − + H+


0,2M
0,1M
0
x(M)
0,1 + x
x
0,2 -x
0,1 + x
x

13


Ka =

x(0,1 + x )
= 1,75.10 −5

0, 2 − x

Vì: Ka < 10

−4


→ 0,1 + x ≈ 0,1 ; 0,2 - x ≈

0,2
(-)

x

0,1
= 1,75.10 −5
0, 2

+

→ pH = - lg  H +  = - lg 3,5.10 −5 = 4,45
(-) x=  H  = 3.5.10 −5
 
Câu 7: Dung dịch gồm: NH3 0,1M, NH4Cl 0,2M 0, ở 250C có hằng số
Kb = 1,8.10 −5 . Tính pH của dung dịch.
+
Hướng dẫn:
NH4Cl 
→ NH 4 + Cl −
0,2M

0,2M
+

→ NH 4 + OH −
NH3 + HOH ¬


Ban đầu:
0,1M
0,2M
0
Phản ứng: x(M)
0,2 + x x
[ ]
0,1 - x
0,2 + x x
x (0, 2 + x)
Kb = 1,8.10 −5 =
Do : Kb = 1,8.10 −5 < 10 −4 do đó:
0,1 − x
0,2+x ≈ 0,2 ; 0,1 - x ≈ 0,1

Nên 1,8.10 −5 =

0, 2 x
0,1

→ OH  = 0,9.10 −5 M
(-) x = 0,9.10 −5 (M) 
10−14

1
10−14
+
 H  =
.10−9
=
=
−
−
5
OH 
0,9
0,9.10
−

+
pH = lg  H  = - lg

1
.10−9
0,9

= 8,95

→ C(k) + D(k)
Câu 8: Cho phản ứng thuận nghịch: A(K) + B(k) ¬


Khi cho 1mol A tác dụng với 1 mol B thì hiệu suất cực đại của phản ứng là:
66,67%

1- Tính hằng số cân bằng của phản ứng (1)
2- Nếu lượng A gấp 3 lần lượng B thì hiệu suất cực đại của phản ứng là bao nhiêu.
Hướng dẫn : Giả sử ta chỉ xét 1lít hỗn hợp

→
(1) Phản ứng:
A
+
B ¬
C
+
D


Ban đầu:
1M
1M
0
0
Phản ứng: 0,6667
0,6667
0,6667
0,6667
[ ]
0,3333
0,3333
0,6667
0,6667
[ C ] .[ D ] = 0, 6667.0, 6667
Ta có: KCB =

=4
[ A] .[ B ] 0,3333x0,3333
Khi lượng A gấp 3 lần lượng B

→ C + D
(2)
A + B
¬


Ban đầu:
3M
1M
0
0
Phản ứng:
x
x
x
x
[ ]
3-x
1-x
x
x
14


x.x
(3 − x)(1 − x)

Giải ra ta có:
X1 = 4,43>1 ( loại)
X2 = 0,9 M (thỏa mãn)
Kcb

=4=

Vậy hiệu suất H =

0,9
x100% = 90%
1

Câu 9: Thực hiện phản ứng Este hoá:

→ CH3COOC2H5 + H2O
CH3COOH + C2H5OH ¬


+Nếu cho 1mol CH3COOH tác dụng với 1mol C2H5OH khi phản ứng đạt trạng thái
cần bằng thu được

2
mol CH3COOC2H5
3

+Nếu cho 1mol CH3COOH tác dụng với a mol C 2H5OH khi phản ứng đạt trạng
thái cân bằng thì hiệu suất cực đại là: H = 90% ( tính theo CH 3COOH). Tính giá trị
của a.
Hướng dẫn : Giả sử ta xét 1lít hỗn hợp


→ CH3COOC2H5 + H2O
CH3COOH + C2H5OH
¬


Ban đầu:
1M
1M
0
0
Phản ứng:

[ ]
Kcb

2
M
3
1
M
3

2
M
3
1
M
3

2
M
3
2
M
3

2
M
3
2
M
3

2 2
x
3
3 =4
=
1 1
x
3 3


→ CH3COOC2H5 + H2O
CH3COOH + C2H5OH ¬


Ban đầu:
1(M)

a(M)
0
0
Phản ứng:
0,9(M)
0,9M
0,9M
0,9M
[ ]
0,1M
(a-0,9)
0,9(M)
0,9(M)
0,9.0,9
Kcb = 4 =

→ a = 2,925M
0,1.(a − 0,9)
Câu 10: Cho phản ứng thuận nghịch.

→ C
A + 2B ¬


Nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng là:
[ A] = 0,6 (M) ; [ B ] = 1,2(M); [ C ] = 2,16(M). Tính hằng số cân bằng và nồng độ
của A và B.
[ C]
2,16
Hướng dẫn: KCB =

= 2,5
2 =
0, 6 x(1, 2)
[ A] . [ B ]

Ta có:
Ban đầu:
Phản ứng:

[ ]


→
A + 2B ¬


CA
CB
x(M) 2x(M)
CA-x
CB-2x

C
0
x(M)
x
15


Ta có:

[C] = x = 2,16 (M)
→ CA = 2,76 (M)
[A] = CA-x = 0,6 
→ CB = 5,52 (M)
[B] = CB - 2x = 1,2 
c)Ảnh hưởng nhiệt độ đến hằng số cân bằng

→ CO2(k) + H2(k)
Câu 1: Xét phản ứng: H2O + CO(k) ¬


ở T = 690K có Kp = 10,0. Tính Kp ở T = 800K. Biết rằng, trong khoảng nhiệt độ
này, ∆ H0 được coi là không đổi và bằng: - 42676,8 J/mol
Hướng dẫn: Ta áp dụng kiến thức
In

K 800
42676,8 1
1
=−
(
−
) = - 1,023
K 690
8,314 690 800

K 800
= 0,359 
→ K 800 = 0,359 x10 = 3,59

K 690
Kết quả cuối cùng cho biết, ở 800K hằng số Kp = 3,59. Như vậy, do phản ứng phát
nhiệt ∆ H0 < 0 nên khi nhiệt độ tăng, hằng số cân bằng giảm. Cân bằng của phản
ứng chuyển dịch về phía trái, sản phẩm (CO2, H2) thu được giảm.
Câu 2: Đi oxit cacbon bị phân huỷ ở nhiệt độ cao theo phản ứng:
2CO2 
→ CO + CO2. Khi áp suất = 1 at thì lượng % CO 2 bị phân huỷ là:
0
−5
2,0.10 ở 1000 K và 1,27 x 10 −2 ở 14000 K. Hãy tính biến thiên năng lượng tự do
chuẩn và entropi chuẩn ở 10000 K. Giả sử khoảng nhiệt độ trên ∆ H của phản ứng
coi như không đổi.
Hướng dẫn: Ta có sự phản ứng

→ 2CO
2CO2 ¬
+ O2


0
Tại 1000 K 1,0at
2,0.10 −7
1,0.10 −7
0
Tại: 1400 K 1,0at
1,27.10 −4
0,635.10 −4
2
PCO
.PO2

Ta có: Kp =
PCO2

→

2

(2, 0.10−7 ) 2
= 4, 0.10 −21
ở 1000 K .
Kp(1400 ) =
2
(1, 0)
(1, 27 x10−4 ) 2 x(0, 635 x10 −4 )
0
0
ở 1400 K :
Kp(1400 ) =
= 1,024.10 −22
(1, 0) 2
ở 1000 K : ∆ G0 =- RT. ln Kp
∆ G0 = - 8,314 x 1000 x ln 4,0.10 −21 = 390,515 I/mol
∆ H trong khoảng nhiệt độ: 100 
→ 1400o K
0

0

Kp2 ∆H 0 1 1
=

( − ) 
→ ∆H 0 = 563,376 KJ / mol
Ln
Kp1
R T1 T2
ở 10000 K , giá trị ∆ S0 tính theo công thức ∆ G0 = ∆ H0 - T. ∆ S0
∆G 0 + ∆H 0
0

→ ∆S = = 172,876.J .mol −1 , K −1
T
Câu 3: Tại áp suất không đổi và bằng 1 at, phân tử N 2O4 bị phân huỷ 50% và
79% với 600C và 1000C. Hãy tính.
1. Tính hằng số cân bằng ở các nhiệt độ tương ứng nói trên theo phản ứng:

→ 2NO2
N2O4 ¬


16


2. Xác định nhiệt phân li của phản ứng
Hướng dẫn:

→ 2NO2
1. Phản ứng:
N2O4 ¬



Ban đầu
1
0
Phân li:
x
x
CB
1- x
2x
1− x
2x
.P
P riêng phần:
.P
1+ x
1+ x
PNO2
Kp =
PN2O4
ở - Kp ở 600C :
- Kp ở 1000C :
KT2

Kp 333 = 1,33 at
Kp 373 = 6,44 at

AH 1

1

( − ).
2. Ln KT =
Từ 600C 
→ 1000C, ∆ H = const
H T1 T2
1
∆ H = 41,5 KJ/ mol
d)Mối liên hệ giữa KC, KP, KN.

→ CO(k) + Cl2(k)
Câu 1: Cho cân bằng: COCl2(k) ¬


0
ở 550 C, P = 1 atm có độ phân huỷ của COCl2 là: x = 77%. Tính Kp, và Ke.

→
Bài làm:
COCl2
CO + Cl2
¬


Ban đầu:
1
0
0
Phản ứng:
x
x

x
Cân bằng:
1-x
x
x
Tổng số mol ở trạng thái cân bằng là: 1 + x

PCO = PCl 2

= P.

x
1+ 2

1− x
1+ x
PCO .PCl2
x
= P.
Ta có: Kp =
PCOCl2
1 − x2

PCOCl 2 = P.

Thay số vào ta được:
1 − (0, 77) 2
= 1, 456
Kp =
1 − (0, 77) 2

KC = Kp. (RT) −1 = 1,456 . (

22, 4
.823) −1 ≈ 0,0215
273

Câu 2: Xét phản ứng:

→ 1NH3(k)
N2(k) + 3H2(k) ¬


Biết rằng ở T = 673K và p = 1 at thì Kp = 1,64. 10 −4 . Tính KC, KN
Hướng dẫn : Đối với phản ứng trên ta có.
∆ n = 2 - ( 3+ 1) = - 2
Vậy hằng số cân bằng sẽ là: Kp = KC ( RT) −2
17


Kp

Hay: KC = ( RT )−2 = Kp. (RT)2 = 1,64.10 −4 . (0,082 x 673) 2 = 0,5
Theo đầu bài khi: P = 1 atm sẽ dẫn đến KN = Kp = 1,64.10 −4
e)Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học
Câu 1: Cho phản ứng

→ 2NH3(k)
∆ H < O. Cho biết ảnh hưởng của các
N2(k) +
2H2(k) ¬



yếu tố nhiệt độ, áp suất, nồng độ đến chuyển dịch cân bằng.
Hướng dẫn: Áp suất: Khi P ↑ cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận
( làm giảm số phân tử khi: 4 -> 2)
- Khi P ↓ cân bằng chuyển dịch theo chiều nghich ( làm tăng số phân tử khí
2 -> 4).

→ 2NH3(k) ∆ H < O
* Nhiệt độ: ∆ H > O N2(k) + 3H2(k) ¬


0
- Khi tăng t cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch làm giảm nhiệt độ
- Khi giảm t0 cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận làm tăng nhiệt độ
→ cân bằng theo chiều thuận để giảm nồng độ [ N 2 ] ; [ H 2 ]
* Khi ta tăng [ N 2 ] , [ H 2 ] 
.
Câu 2: Cho biết phản ứng nào sau đây chuyển dịch theo chiều thuận khi tăng áp
suất.

→ 2HI(k)
1, H2(k) + I2(k) ¬



→ 2H2O(k)
2, 2H2(k) + O2(k) ¬




→ 2SO2(k) + O2(k)
3, 2SO3(k) ¬


Hướng dẫn:
1. Không phụ thuộc vào áp suất. Vì số phân tử trước và sau phản ứng = nhau.
2. Khi tăng P cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận làm giảm P. ( Vì số phân tử
→ 2).
khí giảm từ 3 
3. Khi tăng P cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch làm giảm áp suất. ( Vì số
→ 2).
phân tử khí giảm từ 3 
f)Cân bằng trong phản ứng oxi hóa -khử , pin điện hóa
Câu 1: Cho phản ứng : Cu(r) + CuCl2(dd)
2 CuCl(r)
0
a). Ở 25 C phản ứng xảy ra theo chiều nào, nếu người ta trộn một dung dịch
chứa CuSO4 0,2M; NaCl 0,4M với bột Cu lấy dư ?
Cho T CuCl = 10-7 , E 0 Cu / Cu = 0,15V ; E 0 Cu / Cu = 0,335V
b). Tính hằng số cân bằng K của phản ứng trên ở 250C.
Hướng dẫn :
a) Ta có :
Cu2+ + 2e = Cu
, ∆G1
2+
+
Cu + 1e = Cu
, ∆G2
+

Cu + 1e = Cu
, ∆G3
2+

⇒
⇒

+

2+

∆G3 = ∆G1 − ∆G2
− 1.F .E 0 Cu + / Cu = −2.F .E 0 Cu 2 + / Cu + 1.F .E 0 Cu 2 + / Cu +

E 0 Cu + / Cu = 2 E 0 Cu 2 + / Cu − E 0 Cu 2 + / Cu +
= 2.0,335 - 0,15 = 0,52 V.

Ta có :
18


ECu 2 + / Cu + = E

0

Cu

2+

/ Cu

+

[Cu 2+ ]
+ 0,059 lg
[Cu + ]

= 0,15 + 0,059 lg

0,2
= 0,498V ( với [Cu+] = TCuCl/[Cl-] )
10 −7 / 0,4

ECu+/Cu = E0Cu+/Cu + 0,059 lg [Cu+]
= 0,52 + 0,059 lg 10-7/ 0,4 = 0,13V.
b) Khi cân bằng :
0
K1 = 10 n.∆E / 0, 059 = 5,35.10-7
K2 = ( 10-7)-2 = 1014
Vậy :
K = K1 . K2 = 5,35.107.
Câu 2: Một pin điện được thiết lập bởi điện cực Zn nhúng vào dung dịch Zn(NO3)2
0,1M và điện cực Ag nhúng vào dung dịch AgNO3 0,1M .
Cho E0Zn2+/Zn =
-0,76V ; E0Ag+/Ag = 0,8V
a)Viết sơ đồ pin
b)Viết phương trình phản ứng xảy ra khi pin hoạt động
c)Tính sức điện động của pin
d)Tính nồng độ các chất khi pin hết
Hướng dẫn :

a)Sơ đồ pin: (-)Zn/Zn(NO3)2 (0,1M)// AgNO3(0,1M)/Ag (+)
b)

Cöïc aâm :

Zn → Zn 2 + + 2e ×1

Cöïc döông :

Ag + + 1e → Ag

×2

Phản ứng trong pin:
Zn + 2Ag+ → Zn2+ + 2Ag (1)
c)E0 pin= E0Ag+/Ag – E0Zn2+/Zn = 0,8-(-0,76)=1,56V
Suy ra Epin= E0pin +

0, 059 [Ag + ]2
0, 059 10-2
lg
=
1,56
+
lg -1 = 1,53V
2
[Zn 2+ ]
2
10

d) Hết pin Epin=0
0
[Ag + ]2 -2E pin -2×1,56
[Ag + ]2
lg
=
=
= -52,88 ⇒
= 10 -52,88
2+
2+
[Zn ] 0, 059
0, 059
[Zn ]

Theo phản ứng 1 cứ 2 mol Ag+ bị khử thì có 1 mol Zn bị oxi hóa .Gọi x là
lượng Zn bị oxi hóa khi pin ngừng hoạt động
Ta có [Ag+] = 0,1-2x
[Zn2+]= 0,1 + x
(0,1- 2x) 2
= 10-52,88 ≈ 0 ⇒ x = 0, 05
Suy ra : 0,1+ x
[Zn 2+ ] = 0,1+ 0, 05 = 0,15 ;[Ag + ] = 10 -52,88 × 0,15 = 1, 4.10 -27 M
Câu 3: Ở 250C ,người ta thực hiện một pin gồm hai nửa pin sau :
Ag/AgNO3 0,1M vàZn/ Zn(NO3)2 0,1M
a)Thiết lập sơ đồ pin
b)Viết các phản ứng tại các điện cực và phản ứng xảy ra khi pin làm việc
c)Tính suất điện động của pin
d)Tính nồng độ các ion khi pin không có khả năng phát điện
Cho biết E0Zn2+/Zn = -0,76V ; E0Ag+/Ag = 0,8V

19


Hướng dẫn :
a)Sơ đồ pin: (-)Zn/Zn(NO3)2 (0,1M)// AgNO3(0,1M)/Ag (+)
Cöïc aâm :
Zn → Zn 2+ + 2e ×1
b)
Cöïc döông :
Ag + + 1e → Ag × 2
Zn + 2Ag+ → Zn2+ + 2Ag

Phản ứng trong pin:
c)Epin= Ecatot – Eanot =

E Ag+ /Ag - E Zn 2+ /Zn = (0,8 + 0, 059lg[Ag + ]) - (-0, 76 +

0, 059
lg[Zn 2+ ]
2

=0,741 –(-0,7895)=1,53V
d)Khi pin không có khả năng phát điện thì Epin=0 .Khi đó phản ứng đạt trạng
thái cân bằng
n×∆E 0

2×(0,8+ 0,76)

[ Zn 2+ ]

Ta có Kcb=
= 10 0,059 = 10 0,059 = 1052,9
+ 2
[ Ag ]
→
Mặt khác :
Zn
+
2Ag+
Zn2+ +
2Ag
ban đầu :
0,1
0,1(M)
Phản ứng:
2x
x
Cân bằng:
0,1-2x
0,1 + x
2+
[ Zn ]
0,1 + x
=
= 1052,9 Suy ra x= 0,05M
+ 2
2
[ Ag ]
(0,1 − 2 x)
2+

Vậy [Zn ] = 0,1 + 0,05 = 0,15 M
[Ag+] = 10−52,9.[Zn2+ ] = 1,4.10 −27 M
g)Bài toán có liên quan đến bậc phản ứng
Câu 1. Cho phản ứng: A + B → C + D
Người ta làm thí nghiệm với những nồng độ khác nhau và thu được những kết
quả sau đây (ở nhiệt độ không đổi):
Nồng độ (mol/l)
Thí nghiệm
Tốc độ (mol/phút)
A
B
16,0.10 −4
1
0,2
0,2
2,0.10 −4
2
0,1
0,1
4,0.10 −4
3
0,2
0,1
Tính hằng số tốc độ k của phản ứng trên và viết biểu thức tốc độ phản ứng. Cho
biết bậc của phản ứng?
Hướng dẫn :
Biểu thức tốc độ có dạng : V = k × C Ax × C By
⇒ V1= k(0,2)x . (0,2)y = 16,0.10 −4
V2= k(0,1)x . (0,1)y = 2,0.10 −4
V3= k(0,2)x . (0,1)y = 4,0.10 −4

V1
= 2 ( x + y ) = 2 3 ⇒ (x + y) = 3
V2

20


V3
= 2 x = 21
V2
⇒ x = 1; y = 2
⇒ V2 = k(0,1)1 . (0,1)2 = 2,0.10 −4 ⇒ k = 0,2

V = 0,2. C1A . C2B (phản ứng có bậc = x + y = 1+ 2=3)
Câu 2: Cho phản ứng sau đây xảy ra ở T0K:
2N2O5 (k) € 4NO2 (k) + O2 (k)
Lần lượt thực hiện các thí nghiệm sau:
Thí nghiệm 1: Lấy C N O = 0,17mol / l ; tốc độ phân huỷ V1=1,39.10-3mol/s.
Thí nghiệm 2: Lấy C N O = 0,34mol / l ; tốc độ phân huỷ V2=2,78.10-3mol/s.
Thí nghiệm 3: Lấy C N O = 0, 68mol / l ; tốc độ phân huỷ V3=5,56.10-3mol/s.
a) Viết biểu thức tính tốc độ của phản ứng theo thực nghiệm.
b) Tính hằng số tốc độ ở T0K.
Hướng dẫn :
x
a) Ta có tốc độ phản ứng V = k .C N 2O5
Theo kết quả thực nghiệm :
⇒ V1= k(0,17)x = 1,39.10-3
V2= k(0,34)x = 2,78.10-3
2

5

2

5

2

5

V1
= 2 x = 2 Suy ra x=1 .Vậy phản ứng trên là phản ứng bật nhất
V2
Nên biểu thức tốc độ là V= k[N2O5] (*)
b) Thay các giá trị ở trường hợp 1 vào(*) ta tính đươc
1,39.10−3
= 8,1765.10−3 s −1
k=
0,17

MỘT SỐ BÀI TẬP ÔN LUYỆN
Câu 1: Đun nóng NO2 trong một bình kín, sau một thời gian, tới một nhiệt độ nào
đó thì cân bằng.
2NO2(k) ‡ˆ ˆ†
ˆˆ 2NO(k) + O2(k)
Được thiết lập. Tại thời điểm đạt được cân bằng người ta biết nồng độ [ NO2 ] =
0,06M. Xác định hằng số cân bằng K C của phản ứng trên, biết rằng nồng độ ban
đầu của NO2 bằng 0,3M.
Đáp số: KC = 1,92
Câu 2: PCl5 phân huỷ theo phản ứng: PCl5(k) ‡ˆ ˆ†

ˆˆ PCl3(k) + Cl2(k)
Hãy tính KP của phản ứng này, biết rằng độ phân ly α của PCl5 là 0,485 ở 2000C
và áp suất tổng cộng của hệ khi cân bằng là 1 atm.
Đáp số: KP = 0,307
Câu 3: Biết hằng số cân bằng của phản ứng:
CO(k) + H2O (h) ‡ˆ ˆ†
ˆˆ CO2(k) + H2(k).
0
Ở 850 C bằng 1. Tính nồng độ các chất cân bằng? Cho biết nồng độ các chất tại
thời điểm ban đầu như sau: [ CO] = 0,25M; [ H 2 O ] = 3,0M.
21


Đáp số: [ CO] = 0, 25M; [ H 2 O ] = 2, 25M;

[ H2 ] = [ CO2 ] = 0, 7M

Câu 4: Ở 10000 hằng số cân bằng của phản ứng:
FeO(r) + CO(k) ‡ˆ ˆ†
ˆˆ Fe(r) + CO2(k)
Bằng 0,5. Tìm nồng độ của CO và CO 2 lúc cân bằng nếu nồng độ ban đầu của
chúng tương ứng bằng 0,05M và 0,01M.
Đáp số: [ CO] = 0, 04M; [ CO2 ] = 0, 02M
Câu 5: Xét phản ứng: 2NO(k) + O2(k) ‡ˆ ˆ†
ˆˆ 2NO2 ở nhiệt độ T = 1000 K có
KC = 1,20. ở một thời điểm nào đó ta có:

[ O2 ] = 1, 25M;[ NO ] = 2, 25M; [ NO 2 ] = 3, 25M.

Hãy cho biết khi đó hệ có ở trạng thái cân bằng không?

Nếu không thì phản ứng sẽ tiếp tục xảy ra theo chiều hướng nào?
Đáp số: Phản ứng theo chiều nghịch.
0
Câu 6: Xét phản ứng: C( r) + O2(k) ‡ˆ ˆ†
ˆˆ 2CO(k) ở 815 C có KP = 10.
Hãy tính áp suất riêng phần của các chất khí khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng ở
điều kiện t = 8150C và P = 1 atm.
Đáp số: PCO = 0,92 atm; PCO 2 = 0,08 atm.
Câu 7: Xét phản ứng: N2(k) + 3H2(k) ‡ˆ ˆ†
ˆˆ 2NH3(k)
0
−5
Biết rằng ở 500 C thì KP = 1,44.10 . Hãy tính KC
Biết rằng ∆ H = - 104,9 kJ, hãy tính KP ở 4000C.
Đáp số: KC = 5,79.10 −2 ; KP = 1,6.10 −4
Câu 8: Nitrosyl clorua là một chất rất độc, khi đun nóng sẽ phân huỷ thành nitơ
monoxit và clo.
a) Hãy viết phương trình cho phản ứng này
b) Tính Kp của phản ứng ở 298K(theo atm và theo Pa).
Nitrosyl clorua
Nitơ monoxit
Cl2
51,71
90,25
0
∆H 0298 (kJ/mol)
264
211
223
S 0298

(J/K.mol)
c) Tính gần đúng Kp của phản ứng ở 475K
42214
Đáp số : ln K = −
= − 17
8,314 × 298
Ở 2980K Kp = 3,98. 10−8 atm và Kp = 4,04. 10−3 Pa
Ờ 4750K Kp = 4,32. 10 −3 atm hay Kp = 437Pa
Đáp số :

→ 2NO + Cl2.
a) 2NOCl ¬


42214
b) ln K = −
= − 17
8,314 × 298
Kp = 4,14. 10−8 atm và Kp = 4,04. 10−3 Pa
c) Kp = 4,32. 10 −3 atm hay Kp = 437Pa

22


Câu 9: Cho biết sinh nhiệt chuẩn của
∆Ho(O3)(khí)
= +34 kCal/mol
o
∆H (CO2)(khí)
= -94,05 kCal/mol

o
∆H (NH3)(khí)
= -11,04 kCal/mol
o
∆H (HI)(khí)
= 6,2 kCal/mol
a. Sắp xếp theo thứ tự bền tăng dần của các hợp chất O3 ; CO2 ; NH3 và HI .
Tại sao .
b. Tính năng lượng liên kết EN-N . Biết EH-H = 04 kCal/mol
và EN-H = 93 kCal/mol
N2 (k) + 3H2 (k) → 2NH3 (k)
∆H = -11,04 kJ/mol
Câu 10:.Xác định nhiệt độ tại đó áp suất phân li của NH4Cl là 1 atm biết ở 250C có
các dữ kiện:
0
0
∆ H ht (kJ/mol)
∆ Ght (kJ/mol)
NH4Cl(r)
NH3(k)
HCl(k)

-315,4
-92,3
-46,2

-203,9
-95,3
-16,6

Đáp số :T = 596,80K
Câu 11: Cho hỗn hợp khí A hồm H2 và CO có cùng số mol. Người ta muốn điều
chế H2 đi từ hỗn hợp A bằng cách chuyển hóa CO theo phản ứng:
CO(K) + H2O(K) ⇔ CO2(K) + H2(K)
Hằng số cân bằng Kc của phản ứng ở nhiệt độ thí nghiệm không đổi (t 0C)
bằng 5. Tỷ lệ số mol ban đầu của CO và H2O bằng 1:n
Gọi a là % số mol CO bị chuyển hóa thành CO2.
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.
Đáp số :
1.

[ CO2 ][ H 2 ] = a(1 + a)
[ CO ][ H 2 0] (1 − a)(n − a)

2. 2,94%
3. n phải có quan hệ lớn hơn 5,6.
Câu 12 :Cho phản ứng:

1
3
N2(k) + H2(k)  NH3(k) có hằng số cân bằng ở 4000C
2
2

là 1,3.10-2 và ở 5000C là 3,8.10-3. Hãy tính ΔH0 của phản ứng trên.
Đáp số : ∆H = −53, 2kJ / mol

Câu 13.: Xét phản ứng: CaCO3 (r)  CaO (r) + CO2 (k).
∆H0298K (Kcal/mol) = 42,4. ∆S0298K (cal/mol.K)= 38,4.
23


Trong điều kiện áp suất của khí quyển thì ở nhiệt độ nào đá vôi bắt đầu bị nhiệt
phân.
Đáp số: t=831,20C
Câu 14 : Ở 270C, 1atm N2O4 phân huỷ theo phản ứng
N2O4 (khí)
2NO2 (khí)
với tốc độ phân huỷ là 20%
a. Tính hằng số cân bằng Kp.
b. Độ phân huỷ một mẫu N2O4 (khí) có khối lượng 69 gam, chứa trong một bình có
thể tích 20 (lít) ở 270C
Đáp số : a)KP = 1/6 atm b) α ’ ≈ 0,19
Câu 15. Cho hỗn hợp cân bằng trong bình kín:
N2O4 (k) ‡ˆ ˆ†
ˆˆ 2NO2 (k) ( 1 )
Thực nghiệm cho biết: Khi đạt tới trạng thái cân bằng ở áp suất chung 1 atm
- ở 350C hỗn hợp có khối lượng mol trung bình M hh = 72,45
g/mol
- ở 450C hỗn hợp có khối lượng mol trung bình M hh = 66,8
g/mol
1. Hãy xác định độ phân li α của N2O4 ở mỗi nhiệt độ trên.
2. Tính hằng số cân bằng K P của ( 1 ) ở mỗi nhiệt độ (lấy tới chữ số thứ ba sau dấu
phẩy).Trị số này có đơn vị không ? Giải thích?
3.Hãy cho biết phản ứng theo chiều nghịch của phản ứng (1) là thu nhiệt hay tỏa
nhiệt? Giải thích?.
Đáp số : Ở 350C ,α = 26,98% và Kp=0,314 Ở 459C α = 37,73% và

Kp=0,664
Câu 16: Ở 100 0C hằng số cân bằng Kp của phản ứng

→ 2NO2
N2O4 ¬


(khí)
(khí)
là 4. Tính thành phần phần trăm số mol của hỗn hợp khi áp suất chung của hệ lần
lượt là 2atm và 20 atm.
Từ đó hãy rút ra kết luận về ảnh hưởng của áp suất đến sự chuyển dịch cân
bằng.
Đáp số : Áp suất 2atm % số mol NO2 = 73,2%
%số mol N2O4 = 26,8%
Áp suất 20 atm % số mol NO2 = 35,83% %số mol N2O4 = 64,17%
Khi áp suất tăng từ 2 atm đến 20 atm thì %NO 2 giảm từ 73,2% xuống còn
35,83% => Cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch.
Câu 17: Dưới tác dụng của nhiệt, PCl5 bị phân tách thành PCl3 và Cl2 theo phản
ứng cân bằng
PCl5 (K) <=> PCl3 (K) + Cl2 (K)
0
Ở 273 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 KC và KP của phản ứng trên.
Cho R = 0,0,821 lít . atm . mol-1 . độ-1
Đáp số : K C =

[PCl 3 ][Cl 2 ]
= 0,728
[PCl 5 ]

24


Câu 18:
a. Xét phản ứng 2A + B → C + D
Hằng số tốc độ phản ứng tính theo đơn vị mol-1 .l.s-1. Xác định bậc của phản ứng
b. Cho cân bằng a A(k) + b B(k) ⇔ c C(k) + d D(k)
Hãy lập biểu thức liên hệ giữa Kc và Kp
c. Lấy cùng mẫu kẽm hòa tan hết trong dung dịch axit HCl ở mỗi lần thí nghiệm
ứng với nhiệt độ và thời gian phản ứng sau:
Thí nghiệm
Nhiệt độ(0C)
Thời gian phản ứng (phút)
1
20
27
2
40
3
3
55
?
Hãy tính thời gian phản ứng của thí nghiệm 3
Đáp số : t3 = 34,64 giây
Câu 23 : Tính năng lượng liên kết trong bình C – H và C – C từ các kết quả thực
hiện nghiệm sau :
- Nhiệt đốt cháy CH4
= - 801,7 kJ/mol
- Nhiệt đốt cháy C2H6 = - 1412,7 kJ/mol

- Nhiệt đốt cháy Hiđrô = - 241,5 kJ/mol
- Nhiệt đốt cháy than chì
= - 393,4 kJ/mol
- Nhiệt hóa hơi than chì = 715 kJ/mol
- Năng lượng liên kết H – H = 431,5 kJ/mol
Các kết quả đều đo được ở 2980k và 1atm
Đáp số : ΕC − H =

1652, 7
= 413,175 kJ / mol
4

ΕC − C = 344, 05 kJ / mol

Câu 24:Tìm nhiệt tạo thành tiêu chuẩn của Ca3(PO4)2 tinh thể biết :
-12 gam Ca cháy toả 45,57 kcal
- 6,2 gam P cháy toả 37,00 kcal
- 168 gam CaO t ác dụng với 142 gam P2O5 toả 160,50 kcal
Hiệu ứng nhiệt đo trong điều kiện đẳng áp
Cho Ca=40;P=31;O=16
∆ H= -986,2Kcal
Đáp số :
Câu 25. Cho năng lượng liên kết của:
kJ/mol

N-H

O=O

N≡N

H-O

N-O

389

493

942

460

627

Phản ứng nào dễ xảy ra hơn trong 2 phản ứng sau ?
2NH3 + 3/2 O2 →

N2 + 3 H2O (1)

2NH3 + 5/2 O2 → 2NO + 3H2O (2)
Đáp số : Phản ứng (1) có ∆H âm hơn nên pư (1) dễ xảy ra hơn.
Câu 26. Tại 250C, phản ứng:

→ CH3COOC2H5 + H2O có hằng số cân bằng K = 4
CH3COOH + C2H5OH ¬


25