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)
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
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
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:
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)
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
* 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
- ∆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
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 , ∆G0: Phản ứng chuyển dịch theo chiều nghịch
∆G
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
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
−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)
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
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)
→ 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:
[ ]
→ 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
→ H2(k) + Br2(k)
¬
Ban đầu:
0,8
(M)
3
0
0
Phản ứng:
x(M)
x/2
x/2
[ ]
0,8
−x
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
= 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
[ ]
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
0,2M
+
→ 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- 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 =
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
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)
= 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:
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
( − )
→ ∆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 ¬
( − ).
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
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) ¬
→ 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 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 :
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
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+
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
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?
(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
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
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 ]
- 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