GADT Hóa Bài: Can bang hoa hoc

Cân bằng hoá học
Bài giảng dành cho học sinh
lớp 11 THPT (2 tiÕt)


Cân bằng hoá học
I. Phản ứng 1 chiều, phản ứng thuận nghịch và cân
bằng hoá học.
II. Hằng số cân bằng hoá học.
III. Sự chuyển dịch cân bằng.
IV. Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hoá học.
V. ý nghĩa của tốc độ phản ứng và cân bằng hoá học
trong sản xuÊt ho¸ häc.


Cân bằng hoá học
I. Phản ứng 1 chiều, phản ứng thuận nghịch và
cân bằng hoá học.
1. Phản ứng một chiều.
Là phản ứng mà chỉ xảy ra theo 1 chiều mà
không xảy ra theo chiều ngược lại trong cùng
điều kiện.
VD:

2KClO3

MnO2
t0

2KCl + 3O2

I. Phản ứng 1 chiều, phản ứng thuận
nghịch và cân bằng hoá học.
2. Phản ứng thuận nghịch.
Là phản ứng mà có thể xảy ra theo 2 chiều trái
ngược nhau trong cïng 1 ®iỊu kiƯn.
VD:
Cl2 +

H2O

HCl

+

HClO


I. Phản ứng 1 chiều, phản ứng thuận
nghịch và cân bằng hoá học.
3. Cân bằng hoá học.
4300C:

Trước PƯ:
Sau PƯ:
Trước PƯ:
Sau PƯ:

H2

0,500
0,107

2HI

1,000
0,107

+

I2

2HI

0.500
0,107

H2
0,107

0,768

+

I2
0,768

mol
mol
mol

mol

T=const: số mol các chất được giữ nguyên

Cân bằng hoá häc: vth=vngh


I. Phản ứng 1 chiều, phản ứng thuận
nghịch và cân bằng hoá học.
3. Cân bằng hoá học.
Cân bằng hoá học là cân bằng động.
Cân bằng hoá học là trạng thái của phản ứng
thuận nghịch khi tốc độ phản ứng thuận
bằng tốc độ phản ứng nghịch.


II. Hằng số cân bằng hoá học.
1. Cân bằng trong hệ đồng thể.
Xét hệ cân bằng:
N2O4 (k)

2NO2 (k)

ở 250C


Nồng độ ban đầu,
M

Nồng độ ở trạng

thái cân bằng, M

tỉ số nồng
độ lúc cân
bằng
[NO2]2

[N2O4]0

[NO2]0

[N2O4]

[NO2]

0,6700

0,0000

0,6430

0,0547

4,65.10-3

0,4460

0,0500

0,4480

0,0457

4,66.10-3

0,5000

0,0300

0,4910

0,0475

4,60.10-3

0,6000

0,0400

0,5940

0,0523

4,60.10-3

0,0000

0,2000

0,0898

0,0204

4,63.10-3

[N2O4]


1. Cân bằng trong hệ đồng thể.
[NO2]2
4,63.10-3 ở 250C
[N2O4]
Hằng sè c©n b»ng
N2O4 (k)
2NO2 (k)
[NO2]2
= 4,63.10-3 ë 250C
K=
[N2O4]
[NO2], [N2O4]: nång ®é lóc c©n b»ng (mol/l)


1. Cân bằng trong hệ đồng thể.
Tổng quát:
aA + bB
cC + dD
[C]c.[D]d
K=
[A]a.[B]b
K=f(t0)

Chú ý:
K phụ thuộc vào phương trình cân bằng.
N2O4 (k)
2NO2 (k)

1 N O (k)
2 4
2

[NO2]2
K=
[N2O4]
NO2 (k)

[NO2]
K’=
[N2O4]1/2
ë cïng nhiƯt ®é: K=(K’)2


2. Cân bằng trong hệ dị thể.
VD1: C (r) + CO2 (k)
VD2: CaCO3(r)

2CO (k)

[CO]2
K=

[CO2]

CaO (r) + CO2(k) K=[CO2]

ë 8200C: K=4,28.10-3

[CO2]=4,28.10-3

ë 8800C: K=1,06.10-2

[CO2]=1,06.10-2


III. Sự chuyển dịch cân bằng hoá học.
1. Thí nghiệm.


III. Sự chuyển dịch cân bằng hoá học.
2. Định nghĩa.
Sự chuyển dịch cân bằng hoá học là sự phá vỡ trạng
thái cân bằng cũ để chuyển sang một trạng thái cân
bằng mới do các yếu tố bên ngoài tác động lên cân
bằng.


IV. Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng
hoá học.
1. ảnh hưởng của nồng độ.
Xét hệ cân bằng sau trong 1 bình kín ở nhiệt độ
không đổi:

C(r) + CO2(k)
2CO(k)
[CO]2
K=
[CO2]
ở 8000C: K=9,2.10-2


1. ảnh hưởng của nồng độ.
Nhận xét: Khi tăng hoặc giảm nồng độ mỗi
chất trong cân bằng thì cân bằng bao giờ cũng
chuyển dịch theo chiều làm giảm tác dụng của
việc tăng hoặc giảm nồng độ.


2. ảnh hưởng của áp suất.
Xét cân bằng trong xi lanh kín có pít tông ở nhiệt độ
không đổi: N O (k)
2NO (k)
2

4

2

[NO2]2
K=
[N2O4]
V=V/2
[NO2]=2[NO2]; [N2O4]=2[N2O4]

Tử số tăng 4 lần, mẫu số tăng 2 lần, K=const
cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch


Nhận xét:
Khi tăng hoặc giảm áp suất chung của hệ
cân bằng thì bao giờ cân bằng cũng
chuyển dịch theo chiều làm giảm tác dụng
của việc tăng hoặc giảm áp suất ®ã.


NhËn xÐt:
Khi hƯ c©n b»ng cã sè mol khÝ ë 2 vế của phương
trình phản ứng bằng nhau hoặc trong hệ không có
chất khí thì việc tăng hoặc giảm áp suất không làm
cho cân bằng chuyển dịch.
VD:
H2(k) + I2(k)
2HI(k)
Fe2O3(r) + 3CO(k)
CaO(r) + SiO2(r)

2Fe(r) + 3CO2(k)
CaSiO3(r)


3. ảnh hưởng của nhiệt độ.
K=f(t0)
t0 thay đổi thì K thay đổi
VD: N2O4 (k)

2NO2 (k)
H=58 kJ>0
(không màu)

(màu nâu đỏ)

Tăng t0: màu của hỗn hợp khí đậm lên.
Hạ t0: màu của hỗn hợp khí nhạt đi.


3. ảnh hưởng của nhiệt độ.
Nhận xét:
Khi tăng nhiệt độ cân bằng chuyển dịch theo chiều
phản ứng thu nhiệt, nghĩa là làm giảm tác dụng của
việc tăng nhiệt độ và khi giảm nhiệt độ, cân bằng
chuyển dịch theo chiều phản ứng toả nhiệt, chiều làm
giảm tác dụng của việc giảm nhiƯt ®é.


Nguyên lí Lơ-Sa-tơ-li-ê.
Một phản ứng thuận nghịch đang ở trạng
thái cân bằng khi chịu một tác động bên
ngoài, như biến đổi nồng độ, áp suất, nhiệt
độ, sẽ chuyển dịch cân bằng theo chiều
làm giảm tác động bên ngoài đó.


V. Vai trò của chất xúc tác.
Chất xúc tác không làm cân bằng chuyển dịch.
Chất xúc tác làm cho phản ứng thuận

nghịch đạt tới trạng thái cân bằng nhanh
chóng hơn.


V. ý nghĩa của tốc độ phản ứng và cân
bằng hoá học trong sản xuất hoá học.
VD1: 2SO2(k) + O2(k)

2SO3(k)

H=-198kJ<0

Để tăng tốc độ phản ứng thì:
Tăng nhiệt độ.
Dùng chất xúc tác.
Tăng nồng độ ôxi (dùng dư không khí).


V. ý nghĩa của tốc độ phản ứng và cân
bằng hoá học trong sản xuất hoá học.
VD2: N2(k) + 3H2(k)

2NH3(k)

H=-92kJ<0

Để tăng tốc độ phản ứng thì:
Thực hiện phản ứng ở ¸p st cao.
Dïng chÊt xóc t¸c.
Thùc hiƯn ph¶n øng ë nhiệt độ thích

hợp.