Mục Lục
Giải bài 1 trang 162 SGK Hóa 10
Bài 1 (trang 162 SGK Hóa 10): Ý nào sau đây là đúng:
A. Bất cứ phản ứng nào cũng phải đạt đến trạng thái cân bằng hóa học.
B. Khi phản ứng thuận nghịch ở trạng thái cân bằng thì phản ứng dừng lại.
C. Chỉ có những phản ứng thuận nghịch mới có trạng thái cân bằng hóa học.
D. Ở trạng thái cân bằng, khối lượng các chất ở hai vế của phương trình phản ứng phải bằng nhau.
Lời giải:
C đúng.
Giải bài 2 trang 162 SGK Hóa 10
Bài 2 (trang 162 SGK Hóa 10): Hệ cân bằng sau được thực hiện trong bình kín:
2SO2(k) + O2 (k) ⇄ 2SO3 (k) ΔH < 0
Yếu tố nào sau đây không làm nồng độ các chất trong hệ cân bằng biến đổi?
A. Biến đổi nhiệt độ.
B. Biến đổi áp suất.
C. Sự có mặt chất xúc tác.
D. Biến đổi dung tích của bình phản ứng.
Lời giải:
C.Sự có mặt chất xúc tác. Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng thuận và tốc đọ phản ứng nghịch với số lần bằng nhau. Do vậy, chất xúc tác không làm chuyển dịch cân bằng hóa học hay không làm nồng độ các chất trong cân bằng biến đổi
Giải bài 3 trang 163 SGK Hóa 10
Bài 3 (trang 163 SGK Hóa 10): Cân bằng hóa học là gì? Tại sao nói cân bằng hóa học là cân bằng động?
Lời giải:
– Cân bằng hóa học là trạng thái của phản ứng thuận nghịch khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch.
– Cân bằng hóa học là cân bằng động vì: Ở trạng thái cân bằng không phải là phản ứng dừng lại, mà phản ứng thuận nghịch và phản ứng nghịch vẫn xảy ra, nhưng tốc độ bằng nhau (Vthuận = Vnghịch). Điều này có nghĩa là trong một đơn vị thời gian số mol chất phản ứng giảm đi bao nhiêu theo phản ứng thuận lại được tạo ra bấy nhiêu theo phản ứng nghịch. Do đó cân bằng hóa học là cân bằng động.
Giải bài 4 trang 163 SGK Hóa 10
Bài 4 (trang 163 SGK Hóa 10): Thế nào là sự chuyển dịch cân bằng? Những yếu tố nào ảnh hưởng đến cân bằng hóa học? Chất xúc tác có ảnh hưởng đến cân bằng hóa học không? Vì sao?
Lời giải:
– Sự chuyển dịch cân bằng hóa 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.
– Những yếu tố làm chuyển dịch cân bằng là nồng độ, áp suất và nhiệt độ.
– Chất xúc tác không có ảnh hưởng đến cân bằng hóa học, vì chất xúc tác không làm biến đổi nồng độ các chất trong cân bằng và cũng không làm biến đổi hằng số cân bằng. Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng thuận và tốc độ phản ứng nghịch với số lần bằng nhau, nên nó có tác dụng làm cho phản ứng thuận nghịch đạt tới trạng thái cân bằng nhanh chóng hơn.
Giải bài 5 trang 163 SGK Hóa 10
Bài 5 (trang 163 SGK Hóa 10): Phát biểu nguyên lí Lơ Sa – tơ – li – ê và dựa vào cân bằng sau để minh họa
C(r) + CO2 ⇄ 2CO(k) ; ΔH > 0
Lời giải:
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 giảm tác động bên ngoài đó.
Áp dụng: giảm áp suất, tăng nhiệt độ (phản ứng thu nhiệt), tăng nồng độ CO2 hoặc giảm nồng độ CO cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.
Giải bài 6 trang 163 SGK Hóa 10
Bài 6 (trang 163 SGK Hóa 10): Xét các hệ cân bằng sau trong một bình kín:
Các cân bằng trên chuyển dịch như thế nào khi biến đổi trong một các điều kiện sau?
a) Tăng nhiệt độ.
b) Thêm lượng hơi nước vào.
c) Thêm khí H2 ra.
d) Tăng áp suất chung bằng cách nén cho thể tích của hệ giảm xuống.
e) Dùng chất xúc tác.
Lời giải:
C(r) + H2O(k) ⇄ CO(k) + H2(k) ; ΔH > 0 (1)
CO(k) + H2O(k) ⇄ CO2(k) + H2(k); ΔH < 0 (2)
| Phản ứng (1) | Phản ứng (2) | |
| Tăng nhiệt độ | → | ← |
| Thêm hơi nước | → | → |
| Tăng H2 | ← | ← |
| Tăng áp suất | ← | Tổng số mol 2 vế bằng nhau nên cân bằng không đổi |
| Chất xúc tác | Không đổi | Không đổi |
Giải bài 7 trang 163 SGK Hóa 10
Bài 7 (trang 163 SGK Hóa 10): Clo phản ứng với nước theo phương trình hóa học sau:
Cl2 + H2O ⇄ HClO + HCl
Dưới tác dụng của ánh sáng, HClO bị phân hủy theo phản ứng:
2HClO ⇄ 2HCl + O2.
Giải thích tại sao nước clo (dung dịch clo trong nước) không bảo quản được lâu.
Lời giải:
Nước clo không bảo quản được lâu vì cân bằng hóa học chuyển dịch theo chiều thuận, clo tác dụng từ từ với nước đến hết.
Giải bài 8 trang 163 SGK Hóa 10
Bài 8 (trang 163 SGK Hóa 10): Cho biết phản ứng sau: 4CuO(r) ⇄ 2Cu2O(r) + O2(k) ΔH > 0.
Có thể dùng những biện pháp gì để tăng hiệu suất chuyển hóa CuO thành Cu2O?
Lời giải:
Dùng biện pháp đun nóng (phản ứng thu nhiệt) hoặc hút khí O2 ra.
Lý thuyết Cân bằng hóa học
I. Phản ứng một chiều, phản ứng thuận nghịch và cân bằng hóa học
1. Phản ứng một chiều
– Phản ứng một chiều là phản ứng trong đó các sản phẩm phản ứng không tác dụng được với nhau để tạo ra các chất tham gia phản ứng.
Ví dụ:
O2 tạo ra không tác dụng được với KCl để tạo thành KClO3.
2. Phản ứng thuận nghịch
– Phản ứng thuận nghịch là phản ứng trong đó các chất tham gia phản ứng tác dụng với nhau để tạo thành sản phẩm đồng thời các sản phẩm phản ứng được với nhau để tạo ra các chất tham gia phản ứng.
Ví dụ: 3H2 + N2 ⇋ 2NH3
NH3 được tạo thành đồng thời lại bị phân hủy sinh ra H2 và N2 là các chất tham gia phản ứng.
3. Cân bằng hóa học
– Cân bằng hóa học là trạng thái của phản ứng thuận nghịch khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ của phản ứng nghịch.
II. Hằng số cân bằng
1. Cân bằng trong hệ đồng thể
Hệ đồng thể là hệ không có bề mặt phân chia trong hệ.
Ví dụ hệ gồm các chất khí, hệ gồm các chất tan trong dung dịch.
Xét phản ứng thuận nghịch trong hệ đồng thể:
aA + bB ⇋ cC + dD
Trong đó A, B, C, D là những chất khí hay những chất tan trong một dung dịch. Khi phản ứng ở trạng thái cân bằng ta có:
KC là hằng số cân bằng nồng độ của phản ứng chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ, không phụ thuộc vào nồng độ các chất ban đầu.
Chú ý: Giá trị của hằng số KC phụ thuộc vào cách viết phương trình phản ứng hóa học.
2. Cân bằng trong hệ dị thể
Hệ dị thể là hệ là hệ có bề mặt phân chia trong hệ, qua bề mặt này có sự thay đổi đột ngột tính chất.
Ví dụ: hệ gồm chất rắn và chất khí, hệ gồm chất rắn và chất tan trong dung dịch.
Xét hệ cân bằng: C + CO2 ⇋ 2CO.
Hằng số cân bằng:
Nồng độ chất rắn coi là hằng số, nên trong biểu thức tính KC không tính chất rắn.
III. Sự chuyển dịch cân bằng hóa học
– Sự chuyển dịch cân bằng hóa học là sự chuyển từ trạng thái cân bằng này sang trạng thái cân bằng khác do tác động của các yếu tố từ bên ngoài lên cân bằng.
IV. Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học
1. Ảnh hưởng của nồng độ
– Khi tăng hoặc giảm nồng độ của một chất trong cân bằng thì cân bằng chuyển dịch theo chiểu làm giảm tác dụng của việc tăng hoặc giảm nồng độ của chất đó.
Lưu ý: Đối với hệ cân bằng có chất rắn thì việc thêm hay bớt lượng chất rắn không ảnh hưởng đến cân bằng, nghĩa là cân bằng không chuyển dịch.
2. Ảnh hưởng của áp suất
– Khi tăng hoặc giảm áp suất chung của hệ cân bằng thì cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm tác dụng của việc tăng hoặc giảm áp suất đó.
Lưu ý: Khi hệ cân bằng có số mol khí ở 2 về bằng nhau hoặc trong hệ không có chất khí thì việc tăng, giảm áp suất chung của hệ không làm cho cân bằng chuyển dịch.
3. Ảnh hưởng của nhiệt độ
– Khi tăng nhiệt độ thì cân bằng chuyền dịch theo chiều phản ứng thu nhiệt, nghĩa là làm giảm tác dụng của việc tăng nhiệt độ. Còn khi giảm nhiệt độ thì cân bằng chuyển dịch theo chiều phản ứng tỏa nhiệt, nghĩa là làm giảm tác dụng của việc giảm nhiệt độ.
– Nguyên lí chuyển dịch cân bằng (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”.
4. Vai trò của chất xúc tác
– Chất xúc tác không ảnh hưởng đến cân bằng vì không làm thay đổi nồng độ, áp suất và hằng số cân bằng.
– Nhưng chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng cả thuận và nghịch nên hệ nhanh chóng đạt đến cân bằng.
V. Ý nghĩa của tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học trong sản xuất hóa học
– Trong công nghiệp và sản xuất việc tăng tốc độ phản ứng và chuyển dịch cân bằng giúp phản ứng thực hiện nhanh và đạt hiệu suất cao.
Để lại một phản hồi