1
Sở giáo dục & đào tạo Thanh Hoá
Trờng THPT chuyên Lam Sơn
Sáng kiến kinh nghiệm
Đề tài: Sử dụng hằng số cân bằng trong việc giải
bài tập
hoá học ở chơng trình THPT
Giáo viên : Trơng Quang Đạo
CHức vụ : Giáo viên
Bộ môn : Hoá học
Đơn vị : Trờng THPT Chuyên Lam Sơn

Thanh Hoỏ, nm 2011
MỤC LỤC TRANG
A. Đặt vấn đề 1
B. Giải quyết vấn đề 1
I. Cơ sở khoa học của đề tài 1
II. Các giải pháp thực hiện 5
III. Giải quyết vấn đề 5
IV. Một số bài tập đề nghị 16
V. Phạm vi sử dụng của phương pháp 17
VI. Tổ chức thực hiện 17
C. Kết luận 18
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Đề thi tuyển sinh Đại học Cao đẳng 1998
( Nhà xuất bản giáo dục)
2. Tuyển tập các đề thi trắc nghiệm: 2006 - 2009
3. Sách giáo khoa hoá học nâng cao lớp 10
( Nhà xuất bản giáo dục)
4. Các bài tập nâng cao lớp 10
( Nhà xuất bản giáo dục)

thành thạo.
Điều này, sự vất vả đối với các em là không nhỏ, trong quá trình giảng dạy bản
thân tôi thấy việc dạy vấn đề " Hằng số cân bằng hoá học" mà tôi đã thực hiện
đã giúp cho các em phần nào về các tư duy cũng như cách giải một bài toán
nhanh gọn, dễ hiểu. Ngoài ra còn tạo cho các em tính tư duy tổng hợp ở mức độ
cao hơn trước đó rất nhiều, vì vậy có thể nói "Vấn đế hằng số cân bằng hoá
học" là một công cụ Giải toán đại cương vô cơ đắc lực trong quá trình ôn thi đại
học.
3
B. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
I. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI.
Với những vấn đề, mục đích của đề tài được đưa ra ở trên thì để thực hiện
được bản thân người giáo viên phải trang bị cho mình: Vững chắc về kiến thức,
thành thạo về chuyên môn, luôn có suy nghĩ mỗi khi tự đọc, và tự học vấn đề về
kiến thức hằng số cân bằng hoá học trong quá trình giảng dạy cho các em học
sinh ở trường THPT. Để giải quyết đề tài này tôi xin trình bày một số quy tắc
định luật cần sự dụng.
1. Phản ứng 1 chiều, phản ứng thuận nghịch, trạng thái cân bằng hoá
học.
- Phản ứng 1 chiều: Là phản ứng xảy ra theo một chiều nhất định, trong
đó các chất phản ứng tác dụng với nhau tạo sản phẩm, còn các chất sản phẩm
không tác dụng với nhau tạo chất ban đầu.
VD: Zn + 2HCl
→
ZnCl
2
+ H
2
↑
- Phản ứng thuận nghịch: Là phản ứng xảy ra theo hai chiều ngược

Phản ứng: aA + bB
→
¬ 
cC + dD
K
cB
=
[ ] [ ]
[ ] [ ]
.
.
c d
a b
C D
A B
* Một số chú ý: - Đối với chất rắn nồng độ = 1
- K
cb
chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ
4
- aA + bB
→
¬ 
CC + dD (1) K
cb1

Phản ứng: cC + dD
→
¬ 
aA + bB K

C d
C + D
n n
K
cb1

K
cb4
=
n
Kcb1
K
3. Các hằng số cân bằng Kp, Kc, Kx.
Xét phản ứng: aB + bB
ˆ ˆ†
‡ ˆˆ
cC + dD. Ta nhận thấy, trong biểu thức của
hằng số cân bằng (8.3), 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.
Kp =
c d
C
a b
A B
P .P
P
P .P
D
Nồng độ của một chất được biểu thị bằng hệ thức: C

C D C D
a b a b a b
S B A B
P .P C .C (RT) .(RT)
= .
P .P C .C (RT) .(RT)
(8.7)
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 K
C
.
5
K
C
=
[ ] [ ]
[ ] [ ]
C d
c d
C D
a b
a b
A B
C D
C .C
=
C .C
A B
(8.8)
Như vậy hệ thức (8.7) có thể viết:

4. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến cân bằng hoá học.
Khi nhiệt độ thay đổi thì K
cB
thay đổi. Trong khoảng hẹp của nhiệt độ, nếu coi
∆
H là hằng số đối với nhiệt đọ thì ta có công thức.
ln
2
1
Kp(T )
Kp(T )
=
0
H
R
∆
∆
0
H
R
(
1
1
T
-
2
1
T
)
Với:

N
H
= - a aA
→
¬ 
b.B

∆
T
H
= a
∆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.
7
* Vai trò của chất xúc tác.
Chất xúc tác không làm biến đổi nồng độ các chất trong cân bằng và

III. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
1. PHƯƠNG PHÁP TÍNH K
CB
:
Đối với phản ứng: aA + bB
→
¬ 
CC + dD
K
cB
=
[ ] [ ]
[ ] [ ]
.
.
c d
a b
C D
A B
. Đối với chất rắn thì:
[ ]
= 1.
Bài 1: Cho biết phản ứng sau:
8
H
2
O
(k)
+ CO
(k)

CO
=
0,300
10
= 0,030(M)
Phản ứng: H
2
O
(k)
+ CO
(k)

→
¬ 
H
2(k)
+ CO
2
(k)
Ban đầu: 0,03 0,03 O O
Phản ứng: x x x x
[ ]
0,03 0,03 x x
K
cB

2
(0,03 )
xx
x−

chuyển thành HI. Nếu nồng độ ban đầu của chúng bằng
nhau và bằng 0,01M.
Bài làm: H
2(k)
+ I
2(k)

→
¬ 
2HI
(k)

Ban đầu: 0,01 0,01 O
Phản ứng: x x 2x
[ ]
0,01-x 0,01-x 2x
K
CB
= 40 =
2
2
(2 )
(0,01 )
x
x−
X
1
= 0,0146 (loại )
X
2

2
, HBr, ở trạng
thái cân bằng.
10
Bài làm:
H
2(k)
+ Br
2(k)

→
¬ 
2HBr
(k)
, K = 2,18.10
6

C
M
HBr =
3,2 0,8
12,0 3
=
(M)
2HBr
(k)

→
¬ 
H

x
K
CB
=
6
1
.10
2,18
−
=
2
.
2 2
0,8
( )
3
x x
x−
Vì: K < 10
4−

→
nên:
0,8 0,8
3 3
x− ≈
2
6
2
1

( 3,61.10 )
3
HBr
−
= −
(M)
Bài 4: Dung dịch CH
3
COOH 0,5M ở 25
o
C có Ka= 1,75.10
−
5

Tính pH của dung dịch.
Bài làm: CH
3
COOH
→
¬ 
CH
3
COO
−
+ H
+
Ban đầu: 0,5M O O
Phản ứng: x x x
[ ] : 0,5 - x x x
Ka =

Bài 5: Dung dịch NH
3
0,2M ở 25
o
C có Kb = 1,8.10
−
5
. Tính pH của dung
dịch
Bài làm: NH
3
+ HOH
→
¬ 
NH
4
+
+ OH
−
Ban đầu: 0,2M O O
Phản ứng: x(M) x(M) x(M)
[ ]
0,2 -x x x
Kb = 1,8.10
−
5
=
0,2
x
x−

14
10
OH
−
−
 
 
=
14
3
10
1,897.10
−
−
= 0,527.10
11−
→
pH = - lg
H
+
 
 
- lg 0,527.10
11−

→
pH = 11,278
Bài 6: Dung dịch A gồm: CH
3
COOH 0,2M, CH

+ H
+

Ban đầu: 0,2M 0,1M O
Phản ứng: x(M) 0,1 + x x
[ ]
0,2 -x 0,1 + x x
12
Ka =
(0,1 )
0,2
x x
x
+
−
= 1,75.10
5−
Vì: Ka < 10
4−

→
0,1 + x
≈
0,1
0,2 - x
≈
0,2
(-) x
0,1
0,2

4
Cl
→
NH
4
+
+ Cl
−
0,2M 0,2M
NH
3
+ HOH
→
¬ 
NH
4
+
+ OH
−
Ban đầu: 0,1M 0,2M O
Phản ứng: x(M) 0,2 + x x
[ ]
0,1 - x 0,2 + x x
Kb = 1,8.10
5−
=
(0,2 )
0,1
x x
x

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

→
¬ 
C + D
Ban đầu: 1M 1M O O
Phản ứng: 0,6667 0,6667 0,6667 0,6667
[ ]
0,3333 0,3333 0,6667 0,6667
(1) Ta có: K
CB
=
[ ] [ ]
[ ] [ ]
.
0,6667.0,6667
. 0,3333 0,3333
C D
A B x
=
= 4
(2) A + B
→
¬ 
C + D
Ban đầu: 3 M 1M O O
Phản ứng: x x x x
[ ]
3 - x 1 - x x x
K
CB
= 4 =

3
COOC
2
H
5
+ H
2
O
Nếu cho 1mol CH
3
COOH tác dụng với 1mol C
2
H
5
OH khi phản ứng đạt trạng
thái cần bằng thu được
2
3
mol CH
3
COOC
2
H
5

14
Nếu cho 1mol CH
3
COOH tác dụng với Cl mol C
2

M
2
3
M
2
3
M
2
3
M
[ ]

1
3
M
1
3
M
2
3
M
2
3
M
K
cB
=
2 2
3 3
1 1

0,9 0,9
0,1 ( 0,9)
x
x a −

→
a = 2,925M
2. NHỮNG BÀI TOÁN TÍNH TRẠNG THÁI CÂN BẰNG:
Bài 1: Cho phản ứng thuận nghịch.
A + 2B
→
¬ 
C
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.
Bài làm: K
CB
=
[ ]
[ ] [ ]
2

A
= C
A
-x = 0,6
→
C
A
= 2,76 (M)

[ ]
B
= C
B
- 2x = 1,2
→
C
B
= 5,52 (M)
Bài 2: ( ĐH - A - 2009)
Một bình phản ứng có dung tích không đổi, chứa hỗn hợp khí N
2
và H
2
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 t
0
C, H

=
0,7 3
0,3 0,7 3 2
x
x x x
−
− + − +
x 100% = 50%
(-) x = 0,1(M)
K
CB

[ ]
[ ] [ ]
2
2
3
2 2
(2 )
(0,3 )(0,7 3 )
NH
x
N H x x
=
− −
= 2,925
Đáp số: K
CB
= 2,925.
3. ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐẾN HẰNG SỐ CÂN BẰNG.

= - 1,023
16
→

800
0,359 800 0,359 10 3,59
690
K
K x
K
= → = =
Kết quả cuối cùng cho biết, ở 800K hằng số Kp = 3,59. Như vậy, do phản ứng
phát nhiệt
∆
H
0
< 0 nên khi nhiệt độ tăng, hằng số cân bằng giảm. Cân bằng
của phản ứng chuyển dịch về phía trái, sản phẩm (CO
2
, H
2
) thu được giảm.
Bài 2: Đi axit các bon bị phân huỷ ở nhiệt độ cao theo phản ứng:
2CO
2

→
CO + CO
2
. Khi áp suất = 1 at thì lượng % CO

1,0.10
7−
Tại: 1400
0
K 1,0at 1,27.10
4−
0,635.10
4−
Ta có: Kp =
2
2
2
CO 2
CO
P .PO
P
, ở 1000
0
K . K
p1
=
7 2
21
2
(2,0.10 )
4,0.10
(1,0)
−
−
=

Ln
0
0
2
1 1 2
1 1
( ) 563,376 /
Kp H
H KJ mol
Kp R T T
∆
= − →∆ =
ở 1000
0
K , giá trị
∆
S
0
tính theo công thức
∆
G
0
=
∆
H
0
- T.
∆
S
0

4

→
¬ 
2NO
2

2. Xác định nhiệt phân li của phản ứng
Bài làm:
1. Phản ứng: N
2
O
4

→
¬ 
2NO
2

Ban đầu 1 0
Phân li: x x
CB 1- x 2x
P riêng phần:
1
.
1
x
x
−
+

KT
=
1 2
1 1
( )
AH
H T T
−
. Từ 60
0
C
→
100
0
C,
∆
H = cost
∆
H = 41,5 KJ/ mol
4. MỐI LIÊN HỆ GIỮA: K
C
, K
P
, K
X
.
Bài 1: Cho cân bằng: COCl
2(k)

→

2

= P.
1 2
x
+
P
COCl
2

= P.
1
1
x
x
−
+
Ta có: Kp =
2
2
2
.
.
1
CO Cl
COCl
P P
x
P
P x


→
¬ 
1NH
3(k)

Biết rằng ở T = 673K và p = 1 at thì Kp = 1,64. 10
4−
. Tính K
c
, K
x

Bài làm: Đối với phản ứng trên ta có.

∆
n = 2 - ( 3+ 1) = - 2
Vậy hằng số cân bằng sẽ là: Kp = K
C
( RT)
2−
19
Hay: K
C
=
2
( )
Kp
RT
−

↑
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).
* Nhiệt độ:
∆
H > O N
2(k)
+ 3H
2(k)

→
¬ 
2NH
3(k)

∆
H < O
- Khi tăng t
0
cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch làm giảm nhiệt độ
- Khi giảm t
0
cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận làm tăng nhiệt độ
* Khi ta tăng
[ ] [ ]
2 2

3, 2SO
3(k)

→
¬ 
2SO
2(k)
+ O
2(k)

Bài làm:
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 khí giảm từ 3
→
2).
3. Khi tăng P cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch làm giảm áp suất. ( Vì
số phân tử khí giảm từ 3
→
2).
20
V. MỘT SỐ BÀI TẬP ĐỀ NGHỊ.
Bài 1: Đun nóng NO
2
trong một bình kín, sau một thời gian, tới một nhiệt độ
nào đó thì cân bằng.
2NO
2
(k)
ˆ ˆ†

P
của phản ứng này, biết rằng độ phân ly
α
của PCl
5
là 0,485 ở
200
0
C và áp suất tổng cộng của hệ khi cân bằng là 1 atm.
Đáp số: K
P
= 0,307
Bài 3: Biết hằng số cân bằng của phản ứng:
CO(k) + H
2
O (h)
ˆ ˆ†
‡ ˆˆ
CO
2
(k) + H
2
(k).
Ở 850
0
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;

2
(k)
ˆ ˆ†
‡ ˆˆ
2NO
2
ở nhiệt độ T = 1000 K có
K
C
= 1,20. ở một thời điểm nào đó ta có:
[ ] [ ] [ ]
.
2 2
O = 1, 25M; NO = 2,25M; NO = 3,25M
Hãy cho biết khi đó hệ có ở trạng thái cân bằng không?
21
Nếu không thì phản ứng sẽ tiếp tục xảy ra theo chiều hướng nào?
Đáp số: Phản ứng theo chiều nghịch.
Bài 6: Xét phản ứng: C( r) + O
2
(k)
ˆ ˆ†
‡ ˆˆ
2CO(k) ở 815
0
C

có K
P
= 10.

∆
H = - 104,9 kJ, hãy tính K
P
ở 400
0
C.
Đáp số: K
C
= 5,79.10
2−
; K
P
= 1,6.10
4−
V. PHẠM VI SỬ DỤNG CỦA PHƯƠNG PHÁP.
Qua phân dạng các bài tập về hằng số cân bằng hoá học ta nhận thấy:
- Đã giải được triệt để các bài tập về hằng số cân bằng trong các đề thi
đại học và đề thi học sinh giỏi.
- Giúp cho học sinh có sự gắn kết các loại bài tập có liên quan đến hằng
số cân bằng trong chương trình THPT.
VI. TỔ CHỨC THỰC HIỆN:
Với nội dung và phương pháp đã trinh bày ở trên, tôi đã áp dụng giảng
dạy ở các khối lớp 10 thu được kết quả tốt, đối tượng là học sinh lớp: 10T,
10V, 10H, 10F, 10I trường THPT chuyên Lam Sơn từ năm học: 2006 - 2011.
Học sinh lớp 10I, 10F, 10V được giới thiệu phương pháp thông thường truyền
thống, còn học sinh lớp 10T, 10H được giảng dạy theo cách phân loai trên.
Phương pháp Phương pháp thông thường
(10V, 10F, 10I)
Phương pháp phân loại
(10H, 10T)