Phương pháp Tính nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng cực hay

Bài viết Phương pháp Tính nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Phương pháp Tính nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng.

Phương pháp Tính nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng cực hay

Phương pháp giải

Xét phản ứng đồng thể đơn giản tổng quát:

aA + bB ↔ cC + dD

- Khi hệ đạt trạng thái cân bằng: v_thuận = v_nghịch

: Hằng số cân bằng biểu diễn theo nồng độ(đối với dung dịch)

: Hằng số cân bằng biểu diễn theo áp suất riêng phần(đối với chất khí)

(Nồng độ các chất và áp suất các chất tại thời điểm cân bằng)

- Trong bình kín thì m_t = m_s

- Bình kín, nhiệt độ không đổi thì

Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cho phương trình phản ứng :2A(k) + B (k) ↔ 2X (k) + 2Y(k) Người ta trộn 4 chất, mỗi chất 1 mol vào bình kín dung tích 2 lít (không đổi). Khi cân bằng, lượng chất X là 1,6 mol. Nồng độ B ở trạng thái cân bằng lần lượt là :

A. 0,7M     B. 0,8M.

C. 0,35M.     D. 0,5M.

Lời giải:

Ban đầu có sẵn 1 mol X nên số mol X được tạo ra là 1,6 - 1 = 0,6 mol

2A_(k) + B_(k) ↔ 2X_(k) + 2Y_(k)

BĐ (n0): 1      1            1      1 (mol)

⇒ [B] = 0,7 : 3 = 0,35M

⇒ Đáp án C

Ví dụ 2: Trong bình kín dung tích 1 lít, người ta cho vào 5,6 gam khí CO và 5,4 gam hơi nước. Phản ứng xảy ra là :CO + H₂O → CO₂ + H₂. Ở 850^oC hằng số cân bằng của phản ứng trên là 1. Nồng độ mol của CO và H₂O khi đạt đến cân bằng lần lượt là :

A. 0,2 M và 0,3 M.

B. 0,08 M và 0,2 M.

C. 0,12 M và 0,12 M.

D. 0,08 M và 0,18 M.

Lời giải:

Ban đầu: [CO] = 0,2M; [H₂O] = 0,3M

Gọi [CO]_pư = Am

Tại cân bằng: [CO] = 0,2 – a; [H₂O] = 0,3 – a; [CO2] = a; [H₂] = a

a = 0,12 ⇒ [CO] = 0,08M; [CO₂] = 0,18M

⇒ Đáp án D

Ví dụ 3: Một bình kín chứa NH₃ ở 0^oC và 1 atm với nồng độ 1 mol/l. Nung bình kín đó đến 546^oC và NH₃ bị phân huỷ theo phản ứng :2NH₃(k) → N₂(k) + 3H₂(k). Khi phản ứng đạt tới cân bằng áp suất khí trong bình là 3,3 atm, thể tích bình không đổi. Hằng số cân bằng của phản ứng phân huỷ NH₃ ở 546^oC là :

A. 1,08.10^-4.

B. 2,08.10^-4.

C. 2,04.10^-3.

D. 1,04.10^-4.

Lời giải:

Gọi nồng độ NH₃ phản ứng là 2x

Vì thể tích dung dịch không đổi nên:

⇒ x = 0,05

Ta có:

⇒ Đáp án C

Ví dụ 4: Cho cân bằng :N₂O₄ → 2NO₂. Cho 18,4 gam N₂O₄ vào bình chân không dung tích 5,9 lít ở 27^oC, khi đạt đến trạng thái cân bằng, áp suất là 1 atm. Hằng số cân bằng K_C ở nhiệt độ này là :

A. 0,040.     B. 0,007.

C. 0,00678.     D. 0,008.

Lời giải:

n_N2O4 = 0,2 mol

Gọi n_{N2O4 pư} = x mol

n_{cân bằng} = 0,2 – x + 2x = 0,2 + x = 0,24 ⇒ x = 0,04 mol

⇒ [NO₂] = 0,04 : 5,9 = ; [N₂O₄] = 8/295

⇒ Đáp án B

Ví dụ 5: Trong một bình kín chứa 10 lít nitơ và 10 lít hiđro ở nhiệt độ 0^oC và 10 atm. Sau phản ứng tổng hợp NH₃, lại đưa bình về 0^oC. Biết rằng có 60% hiđro tham gia phản ứng, áp suất trong bình sau phản ứng là :

A. 10 atm.     B. 8 atm.

C. 9 atm.     D. 8,5 atm.

Lời giải:

(hiệu suất tính theo H₂)

Ta có thể tích và nhiệt độ không đổi

⇒ P_sau = 10 : 5/4 = 8 atm

⇒ Đáp án B

Bài tập tự luyện

Câu 1: Hỗn hợp X gồm SO₂ và O₂ được trộn theo tỉ lệ mol 1 : 4. Nung hỗn hợp X với V₂O₅ một thời gian thu được hỗn hợp Y. Thành phần phần trăm thể tích SO₃ trong hỗn hợp Y là $\frac{400\%}{9}$. Hiệu suất tổng hợp SO₃ là

A. 12,5%.

B. 25%.

C. 55%.

D. 50%.

Câu 2: Khi thực hiện phản ứng ester hoá 1 mol CH₃COOH và 1 mol C₂H₅OH, lượng ester lớn nhất thu được là 2/3 mol. Để đạt hiệu suất cực đại là 80% (tính theo acid) khi tiến hành ester hoá 1 mol CH₃COOH cần số mol C₂H₅OH là (biết các phản ứng ester hoá thực hiện ở cùng nhiệt độ).

A. 0,4.

B. 0,8.

C. 1,6.

D. 3,2.

Câu 3: Cho cân bằng sau:

CH₃COOH + C₂H₅OH ⇌ CH₃COOC₂H₅ + H₂O K_c = 4.

Khi cho 1 mol acid tác dụng với 1,6 mol alcohol, khi hệ đạt đến trạng thái cân bằng thì hiệu suất của phản ứng là

A. 50%.      

B. 66,67%.  

C. 33,33%. 

D. 80%.

Câu 4: Cho phản ứng sau:

H₂O(g) + CO(g) ⇌ H₂(g) + CO₂(g)

Ở 700°C hằng số cân bằng là K_c = 1,873. Biết rằng hỗn hợp đầu gồm 0,300 mol H₂O và 0,300 mol CO trong bình 10 lít ở 700°C. Nồng độ của H₂O và CO ở trạng thái cân bằng lần lượt là

A. 0,01267M.

B. 0,01733M.

C. 0,1267M.

D. 0,1733M.

Câu 5: Một bình kín chứa khí NH₃ ở 0°C và 1 atm với nồng độ 1M. Nung bình kín đó đến 546°C, NH₃ bị phân hủy theo phản ứng: 2NH₃(g) ⇌ N₂(g) + 3H₂(g). Khi phản ứng đạt tới trạng thái cân bằng, áp suất trong bình là 3,3 atm. Thể tích bình không đổi. Giá trị hằng số cân bằng của phản ứng tại 546°C là

A. 4807.

B. 120.

C. 8,33.10⁻³.

D. 2,08.10⁻⁴.

Câu 6: Một bình kín dung tích không đổi chứa hỗn hợp khí N₂ và H₂ với nồng độ tương ứng là 0,4M và 0,6M. Sau khi phản ứng tổng hợp NH₃ đạt trạng thái cân bằng ở t°C, H₂ chiếm 25% thể tích hỗn hợp thu được. Hằng số cân bằng K_c ở t°C của phản ứng có giá trị là

A. 51,7.

B. 3,125.

C. 2,500.

D. 6,09.

Câu 7: Xét cân bằng: N₂O₄(g) ⇌ 2NO₂(g) ở 25°C.

Khi chuyển dịch sang một trạng thái cân bằng mới nếu nồng độ của N₂O₄ tăng lên 9 lần thì nồng độ của NO₂

A. tăng 9 lần.

B. giảm 3 lần.

C. tăng 4,5 lần.

D. tăng 3 lần.

Câu 8: Khi thực hiện phản ứng ester hoá 1 mol CH₃COOH và 1 mol C₂H₅OH, lượng ester lớn nhất thu được là 2/3 mol. Để đạt hiệu suất cực đại là 90% (tính theo acid) khi tiến hành ester hoá 1 mol CH₃COOH cần số mol C₂H₅OH là (biết các phản ứng ester hoá thực hiện ở cùng nhiệt độ và có phản ứng ester hóa diễn ra như sau: CH₃COOH + C₂H₅OH ⇌ CH₃COOC₂H₅ + H₂O)

A. 0,342.

B. 2,925.

C. 2,412.

D. 0,456.

Câu 9: Cho 6 mol N₂ và y mol H₂ vào bình kín dung tích 4 lít. Khi đạt trạng thái cân bằng N₂ tham gia phản ứng là 25%. Đưa bình về nhiệt độ ban đầu thấy áp suất P₂ = 21/24 P₁. Tìm y và tính K_c.

A. 18; 0,013.

B. 15; 0,02.

C. 16; 0,013.

D. 18; 0,015.

Câu 10: Xét 2 cân bằng hóa học sau:

(1) H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g)

(2) $\text{HI}\left(g\right)\stackrel{}{\to }\frac{1}{2}{\text{H}}_2\left(g\right)\text{ + }\frac{1}{2}{\text{I}}_{\text{2}}\left(g\right)$

Ở nhiệt độ xác định nếu K_C của cân bằng (1) bằng 64 thì K_C của cân bằng (2) là

A. 4.

B. 0,5.

C. 0,25.

D. 0,125.

Xem thêm các dạng bài tập Hóa học lớp 10 có trong đề thi Tốt nghiệp THPT khác:

• 7 dạng bài tập Halogen trong đề thi Đại học (có lời giải)
• 11 dạng bài tập Oxi, Lưu huỳnh trong đề thi Đại học (có lời giải)
• 4 dạng bài tập Nguyên tử Hóa 10 trong đề thi Đại học (có lời giải)
• 6 dạng bài tập Bảng tuần hoàn trong đề thi Đại học (có lời giải)
• 4 dạng bài tập Phản ứng oxi hóa khử trong đề thi Đại học (có lời giải)
• 3 dạng bài tập Tốc độ phản ứng trong đề thi Đại học (có lời giải)
• 6 dạng bài tập Bảng tuần hoàn trong đề thi Đại học (có lời giải)

Lời giải bài tập lớp 10 sách mới:

• Giải bài tập Lớp 10 Kết nối tri thức
• Giải bài tập Lớp 10 Chân trời sáng tạo
• Giải bài tập Lớp 10 Cánh diều

---