Bài giảng Hóa đại cương: Cân bằng hóa học - ThS. Nguyễn Minh Kha

O2(k) +1/2 O2(k)
S(r) + 3/2 O2(k)

SO2(k) K1 = [SO2] / [O2]
SO3(k)K2 = [SO3] / [SO2][O2]1/2
SO3(k) K3 = ????


Thay đổi hệ số tỉ lượng

S(r) + 3/2 O2(k)

SO3(k)

2 S(r) + 3 O2(k)

2 SO3(k)

K1 

K2 

SO3 cb

O 

3
2
2 cb

SO 

2
3 cb

O 

3

2 cb

K2 = K12


Đổi chiều phản ứng

S(r) + O2(k)
SO2(k)

SO2(k)
S(r) + O2(k)

K1


SO2 cb


O 

2 cb

K2 

O2 cb

SO 

2 cb

Kthuận = 1/Knghịch

1

K1


Quan hệ giữa hằng số cân bằng và G
Phản ứng dị pha : aA + bB

⇌

cC

+

dD

Q
GT  G  RT ln Q  RT ln
K

0
T

 C D 
Q a b
 A B  
c

d

 C D 
K  Q cb   a b 
 A B  cb
c

Chất khí lý tưởng [] → P (atm)/P0(1atm)
Dung dịch loãng [] → C (mol/l)/C0(1mol/l)
Rắn nc, lỏng nc, dung môi (H2O) → 1

d


Quan hệ giữa hằng số cân bằng và G
PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ

aA + bB ⇌ cC + dD

Khí lý tưởng

 p cC p dD 

Qc
QP
0
G T  G  RT ln  a b   G T  RT ln Q P  RT ln
 RT ln
KP
Kc
 pA pB 
0
T

Khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng: GT = 0
 pCc pDd 
G   RT ln  a b    RT ln K p
 p A pB cb
0
T

Dungdịch
lỏng,loãng

 CcCCdD 
Qc
0


G T  G  RT ln  a b   G T  RT ln Qc  RT ln
Kc
 CA CB  
0

T

Khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng: GT = 0
c
d

C
C
GT0   RT ln  Ca Db
 C AC B



Kp = f(bc pư, T)


   RT ln K C

 cb

Kp  f(C)


Q
G T  RT ln
K
 Nếu Q < K → G < 0 → phản ứng xảy ra theo chiều thuận
 Nếu Q > K → G > 0 → phản ứng xảy ra theo chiều nghịch
 Nếu Q = K → G = 0 → hệ đạt trạng thái cân bằng

Ví dụ : Tính hằng số cân bằng của phản ứng:
2 NO2(k)

↔

N2O4(k)

0
0
ở 298K khi biết H 298


58
,
040
kJ
và

S
pu
298pu  176,6 J / K

Giải:


NHẬN XÉT về Kp và Kc
 Là hằng số ở nhiệt độ nhất định, chỉ phụ thuộc vào
bản chất pư và nhiệt độ, chứ không phụ thuộc vào
nồng độ hoặc áp suất riêng phần của chất pư

Phụ thuộc vào cách thiết lập các hệ số trong ptpư.
Hằng số cân bằng Kp ,Kc khơng có thứ ngun.
Hằng
phụ
thuộc
Hằng số
số cân
cân bằng
bằng khơng
có giá trị
càng
lớnvào
thì chất
hiệu xúc
suấttác
pư
càng cao.


Quan hệ của Kp với nhiệt độ và nhiệt phản ứng
Go  H o  TS o

G o   RT ln K p

ln K 1  

ln K 2  

H 0



S 0

RT1

R

H 0

S 0

RT2



R

K 2 H 0  1 1 
  
ln

K1
R  T1 T2 


Ví dụ
NO(k) + ½ O2(k) ⇌ NO2(k)

Tính Kp ở 3250C?

 Biết: H0 = -56,484kJ và Kp = 1,3.106 ở 250C


Nguyên lý chuyển dịch cân bằng Le Chatelier

Henri LeChâtelier (1850-1936)

Phát biểu: Một hệ đang ở
trạng thái cân bằng mà ta
thay đổi một trong các thông
số trạng thái của hệ (nồng độ,
nhiệt độ, áp suất) thì cân
bằng sẽ dịch chuyển theo
chiều có tác dụng chống lại
sự thay đổi đó.

n =0 áp suất chung không ảnh hưởng đến trạng thái cân bằng.


N2(k) + 3H2(k) ⇌ 2NH3(k) ; H<0

[N2] ↑
[NH3] ↓
P↑
T↓

cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận
cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận
cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận

cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận


Chuyển dịch cân bằng
Co(H2O)6 2+ + 4Cl- ⇌ CoCl42- +6 H2O Hpư >0

Làm lạnh

Đun nóng


V=1lit ,
G1100 = 0;

SnO2(r) + 2H2(k) ⇌ 2H2O(k) + Sn (l)
0,1mol 0,316 mol 1 mol
1mol

1)Tính Kc, KP ở 1100K
2) Tính (G01100)pư và xác định chiều pư khi:
SnO2(r) + 2H2(k)
V= 1 lit ; 0,01 mol 0,1 mol

⇌ 2H2O(k) + Sn (l)
0,1 mol
1mol

3)Cân bằng sẽ chuyển dịch về phía nào trong các trường hợp

Tăng nhiệt độ.Cho biết Kp= 1,5 ở 900K.

Tăng thể tích bình phản ứng lên 10 lần.