TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HCM
KHOA HÓA HỌC
BÁO CÁO THU HOẠCH
MÔN : BÀI TẬP HÓA HỌC
TÊN ĐỀ TÀI
PHÂN DẠNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
CÁC BÀI TẬP CHƯƠNG 7 – TỐC ĐỘ
PHẢN ỨNG – CÂN BẰNG HÓA HỌC
HÓA 10 NÂNG CAO
Giáo viên hướng dẫn: Thái Hoài Minh
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Trần Bảo Huy
Phạm Vũ Ngọc Duy
Nguyễn Minh Cường
NHÓM 01 - LỚP 3A
THÁNG 10/2010
LỜI MỞ ĐẦU
Tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học là một chương quan
trọng trong chương trình kiến thức hóa học phổ thông nói chung
và lớp 10 nói riêng. Học xong chương này, học sinh sẽ hiểu được
cân bằng hóa học là gì? Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản
ứng và cân bằng hóa học, ý nghĩa của cân bằng hóa học trong
công nghệ và đời sống Vì vậy, để giúp học sinh dễ học và khắc
sâu kiến thức, chúng tôi xin giới thiệu một số dạng bài tập cơ bản
cùng phương pháp giải trong chương TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG –
CÂN BẰNG HÓA HỌC – LỚP 10 NÂNG CAO. Trong quá trình
thực hiện không thể tránh khỏi những điều sơ sót, mong các bạn
rộng lòng lượng thứ và đóng góp ý kiến để chúng tôi khắc phục và
hoàn thiện hơn.
Trang 2
I. DẠNG 1: XÁC ĐỊNH TỈ LỆ VẬN TỐC PHẢN ỨNG Ở HAI TRẠNG THÁI KHÁC NHAU.
Vì áp suất tỉ lệ thuận với nồng độ nên khi tăng hay giảm áp suất của hệ lên bao nhiêu lần thì
nồng độ mỗi chất phản ứng cũng tăng hay giảm bấy nhiêu lần (chỉ áp dụng với chất khí hoặc chất
lỏng tan trong dung dịch). Áp dụng tương tự trường hợp 1, ta tính được tỉ lệ v
2
/v
1
.
Vì thể tích tỉ lệ nghịch với nồng độ (C
M
= n/V) nên khi tăng hay giảm thể tích của hệ lên bao
nhiêu lần thì nồng độ mỗi chất phản ứng cũng giảm hay tăng bấy nhiêu lần (chỉ áp dụng với chất
khí hoặc chất lỏng tan trong dung dịch). Áp dụng tương tự trường hợp 1, ta tính được tỉ lệ v
2
/v
1
.
− Trường hợp 3 : Thay đổi nhiệt độ của hệ phản ứng.
Khi nhiệt độ tăng thì tốc độ phản ứng cũng tăng theo.
Áp dụng phương trình thực nghiệm : v
2
= v
1
. γ
∆
T / 10
(2) . (Với ∆ T = T
2
– T
1
. (2C
B
)
3
= 8k . C
A
2
. C
B
3
Vậy v
2
= 8v
1
⇒ Chọn C
Bài mẫu 1.2: Cho phản ứng sau: X
2
+ 2Y → 2XY
Khi tăng áp suất của hệ phản ứng lên 2 lần thì vận tốc của phản ứng sẽ tăng hay giảm bấy
nhiêu lần?
A. Tăng 4 lần B. Tăng 8 lần C. Giảm 8 lần D. Giảm 4 lần
Giải:
Ta có: v
1
= k . C
X2
. C
Y
2
Vì áp suất tỉ lệ thuận với nồng độ nên khi tăng hay giảm áp suất của hệ lên bao nhiêu lần thì
o
C thì ∆ T = 10 – 70 = - 60
o
C
Do đó v
2
= v
1
. γ
∆
T / 10
= v
1
. 4
-60 / 10
= v
1
/ 4096
Vậy tốc độ phản ứng giảm 4096 lần.
d) Bài tập tự giải:
Bài 1: Để hòa tan hết 1 mẫu kẽm trong dung dịch axit HCl ở 20
o
C thì cần 27 phút, cũng 1
mẫu kẽm đó tan hết trong axit trên ở 40
o
C chỉ trong 3 phút. Hỏi hòa tan hết mẫu kẽm đó trong axit
trên ở 55
C. Nhiệt độ của hệ phản ứng D. Thời gian phản ứng xảy ra
II. XÁC ĐỊNH CHIỀU DỊCH CHUYỂN CỦA PHẢN ỨNG THUẬN NGHỊCH.
a) Nhận dạng : Cho phản ứng thuận nghịch aA + bB cC + dD ; ∆ H
Khi thay đổi nhiệt độ, nồng độ, áp suất cân bằng sẽ dịch chuyển như thế nào?
b) Hướng giải: Vận dụng nguyên lí Lechatelier để nhận xét và xác định chiều dịch chuyển của
phản ứng.
Nguyên lí Lechatelier : Một phản ứng thuận nghịch đang ở trạng thái cân bằng,
khi chịu một tác động từ bân ngoài như biến đổi nồng độ, áp suất, nhiệt độ thì cân bằng
sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động từ bên ngoài đó.
− Trường hợp 1: Thay đổi nồng độ các chất.
Khi tăng nồng độ của 1 cấu tử trong hệ phản ứng ở trạng thái cân bằng thì cân bằng của
phản ứng sẽ dịch chuyển theo chiều làm làm giảm nồng độ của cấu tử đó, và ngược lại.
− Trường hợp 2 : Thay đổi nhiệt độ của hệ cân bằng.
Khi tăng nhiệt độ của hệ ở trạng thái cân bằng, cân bằng sẽ dịch chuyển theo chiều chống lại
sự tăng nhiệt độ đó tức là chiều thu nhiệt (∆ H > 0), và ngược lại.
− Trường hợp 3 : Thay đổi áp suất của hệ cân bằng.
Đối với phản ứng có chất khí tham gia và có sự chênh lệch tổng số mol khí ở 2 vế của phản
ứng thì mới chịu ảnh hưởng của áp suất đến chuyển dịch cân bằng.
Ta có phương trình Claperong – Mendeleep : PV = nRT
• Khi tăng áp suất bên ngoài → Hệ chuyển dịch theo chiều giảm áp suất → Số mol khí giảm
→ Chuyển dịch cân bằng về phí có tổng số mol khí thấp hơn.
• Khi giảm áp suất bên ngoài → Hệ chuyển dịch theo chiều tăng áp suất → Số mol khí tăng
→ Chuyển dịch cân bằng về phí có tổng số mol khí cao hơn.
− Trường hợp 4 : Thay đổi lượng chất xúc tác.
Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng thuận và phản ứng nghịch với số lần bằng nhau nên
hằng số cân bằng K không biến đổi nên không làm cân bằng chuyển dịch.
c) Bài tập mẫu:
Bài mẫu 2.1 : (Trích ĐH khối A – 2009)
Trang 5
Cho cân bằng trong bình kín : 2NO
2 (k)
CO
(k)
+ H
2
O
(k)
(4) 2HI
(k)
H
2 (k)
+ I
2 (k)
Khi thay đổi áp suất, nhóm gồm các cân bằng hóa học không bị dịch chuyển là :
A. (1) và (3) B. (2) và (4) C. (3) và (4) D. (1) và (2)
Giải:
Xét cân bằng : aA (k) + bB (k) cC (k) + dD (k)
Khi tổng số mol khí ở 2 phía của cân bằng bằng nhau hay a + b = c + d thì áp suất không
ảnh hưởng đến sự dịch chuyển cân bằng hóa học. Do đó chọn C.
Bài mẫu 2.3 : Cho phản ứng 2NO + O
2
2NO
2
; ∆ H = -124 kJ/mol. Hãy liệt kê
các đại lượng có thể thay đổi để cân bằng dịch chuyển sang chiều thuận?
Giải:
Khi hệ đang ở trạng thái cân bằng. Muốn dịch chuyển sang chiều thuận là chiều tăng nồng
độ NO
2
, giảm nồng độ NO và O
SO
4
, giai đoạn oxi hóa SO
2
thành SO
3
được biểu diễn
bằng phương trình phản ứng :
2SO
2
(k) + O
2
(k) 2 SO
3
(k) ; ∆ H < 0
Để tăng hiệu suất tạo ra SO
3
người ta đã thực hiện giảm nồng độ khí O
2
và tăng áp suất.
Cách làm như vậy có đúng không, giải thích?
Bài 3 : Phản ứng đạt trạng thái cân bằng trong bình kín:
2NaHCO
3 (r)
Na
2
CO
3
(r)
Sự biến đổi nào sau đây không làm chuyển dịch cân bằng hoá học?
A. Thay đổi áp suất C. Thay đổi nhiệt độ
B. Thay đổi nồng độ khí H
2
hoặc F
2
D. Thay đổi nồng độ khí HF
III. DẠNG III : TÍNH TOÁN NỒNG ĐỘ CÂN BẰNG CÁC CHẤT TỪ HẰNG SỐ CÂN
BẰNG VÀ NGƯỢC LẠI.
a) Nhận dạng : Cho phản ứng thuận nghịch aA + bB cC + dD ; K
C
Tính nồng độ các chất tại thời điểm cân bằng hoặc hằng số cân bằng
b) Hướng dẫn : Xét phản ứng thuận nghịch aA + bB cC + dD
Hằng số cân bằng nồng độ được tính:
K
C
= ( [A]
a
. [B]
b
) / ( [C]
c
. [D]
d
)
Trang 7
Trong đó : [A] ; [B] ; [C] ; [D] là nồng độ cân bằng các chất tương ứng, đối với chất rắn coi
như tinh khiết và nồng độ bằng 1.
K
C
i
; trong đó χ
i
= n
i
/ Σ n
Với n
i
là số mol của chất i ; Σ n là tổng số mol của các chất trong hệ tại thời điểm cân bằng.
c) Bài tập mẫu:
Bài mẫu 3.1 : Cho phản ứng : CO
2 (k)
+ H
2 (k)
CO
(k)
+ H
2
O
(k)
Ở một nhiệt độ nào đó, hàng số cân bằng nồng độ là 2. Khi đó nồng độ của CO
2
là 0.1M,
nồng độ của H
2
là 0.2M. Vậy nồng độ cân bằng của CO là:
A. 0.14M B. 0.15M C. 0.1M D. 0.2M
Giải :
Ta có : CO
(k)
1/2I
2 (k)
+ 1/2H
2 (k)
(4) 2HI
(k)
I
2 (k)
+ H
2 (k)
(5) 1/4H
2 (k)
+ 1/4I
2 (k)
1/2HI
(k)
Ở nhiệt độ xác định, nếu K
C
của cân bằng (1) bằng 64 thì K
C
= 0.125 là của cân bằng nào?
A. (5) B. (2) C. (3) D. (4)
Giải :
Ta có : I
2 (k)
+ H
2 (k)
2HI
(k)
-5
atm
-2
. Tính xem có bao nhiêu phần trăm hỗn hợp ban đầu ( N
2
+ 3H
2
) đã chuyển thành amoniac nếu phản ứng thưc hiện ở 500 atm và 1000 atm. Cho nhận xét về kết
quả.
Giải:
Theo đầu bài ta có ở trạng thái cân bằng:
K
P
= P
NH3
2
/ ( P
N2
. P
H2
3
) = 1,5 . 10
-5
(1)
P
H2
= 3 P
N2
(2)
P
NH3
+ 315 = 0 (6)
Khi P = 1000 atm ⇒ 1,26 .10
-3
. P
NH3
2
– 3,52 P
NH3
+ 1,26 . 10
-3
= 0 (7)
Giải phương trình (6) và (7), chon nghiệm thích hợp, ta có:
Khi P = 500 atm ⇒ P
NH3
= 152 atm.
Khi P = 1000 atm ⇒ P
NH3
= 424 atm.
Gọi α là số phần trăm hỗn hợp ban đầu đã chuyển hóa thành NH
3
khi P = 500 atm.
β là số phần trăm hỗn hợp ban đầu đã chuyển hóa thành NH
3
khi P = 1000 atm.
Ta có: N
2 (k)
+ 3H
2 (k)
2NH
(k) 2SO
3
(k)
SO
2
(k) + ½ O
2
(k) 2SO
3
(k)
2SO
3
(k) SO
2
(k) + ½ O
2
(k)
Hãy cho biết mối liên hệ giữa 3 hằng số cân bằng ứng với 3 cân bằng trên.
Bài 3 : Cho phản ứng:
CH
3
COOH + C
3
H
7
OH CH
3
COOC
3
H
và O
2
lần lượt là 5M và 7M. Nồng độ mol của NO
lúc cân bằng là bao nhiêu?
IV. KẾT LUẬN SƯ PHẠM:
Chương tốc độ phản ứng – cân bằng hóa học là một chương thiên về lí thuyết. Vì vậy, muốn
hoàn thành tốt bài tập ở chương này cần chú ý nắm vững lí thuyết và xác định đúng những đại
Trang 10
lượng hóa học ở các trạng thái : ban đầu, phản ứng, cân bằng của hệ.
Cần luyện tập thao tác lí luận logic để giải bài tập hóa học của chương này vì không có
nhiều các phương pháp giải nhanh
Chương tốc độ phản ứng – cân bằng hóa học là một nội dung kiến thức quan trọng, làm tiển
đề cho học sinh nắm vững kiến thức ở các năm học tiếp theo như : chương điện li (lớp 11), chương
ESTE (lớp 12) Vì thế giáo viên cần hướng dẫn cho học sinh hiểu đúng nội dung kiến thức để áp
dụng cho những nội dung kiến thức mới sau này.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Trang 11
− Sách giáo khoa, sách bài tập Hóa học lớp 10 – nâng cao. NXB Giáo Dục.
− Đề thi tuyển sinh đại học, cao đẳng năm 2007, 2008. Bộ giáo dục và đào
tạo.
− Phạm Đức Bình. Các dạng bài tập Hóa đại cương, hóa vô cơ. NXB Tổng
hợp Đồng Nai, 2000.
− Cao Cự Giác. Các dạng đề thi trắc nghiệm Hóa học. NXB Giáo dục,
2007.
− Thư viện Bài giảng Bạch Kim. www.violet.com.vn