Khái niệm về cân bằng hoá học lớp 11 (Chuyên đề dạy thêm Hóa 11)

Tài liệu Khái niệm về cân bằng hoá học Hóa học lớp 11 gồm các dạng bài tập từ cơ bản đến nâng cao với phương pháp giải chi tiết và bài tập tự luyện đa dạng giúp Giáo viên có thêm tài liệu giảng dạy Hóa học 11.

Khái niệm về cân bằng hoá học lớp 11 (Chuyên đề dạy thêm Hóa 11)

Xem thử

Chỉ từ 450k mua trọn bộ Chuyên đề dạy thêm Hóa học 11 (cả 3 sách) bản word có lời giải chi tiết:

• B1: gửi phí vào tk: 0711000255837 - NGUYEN THANH TUYEN - Ngân hàng Vietcombank (QR)
• B2: Nhắn tin tới Zalo VietJack Official - nhấn vào đây để thông báo và nhận giáo án

I. PHẢN ỨNG MỘT CHIỀU, PHẢN ỨNG THUẬN NGHỊCH

1) Phản ứng 1 chiều

- Trong điều kiện xác định, chất tham gia phản ứng tạo thành chất sản phẩm, không xảy ra phản ứng ngược lại, kí hiệu là mũi tên từ trái sang phải “$\to$”

- Ví dụ: Fe (s) + 2HCl (aq) $\to$ FeCl₂ (aq) + H₂ (g).

2) Phản ứng thuận nghịch

- Phản ứng thuận nghịch là phản ứng trong đó ở cùng điều kiện, xảy ra đồng thời sự chuyển chất phản ứng thành chất sản phẩm và sự chuyển chất sản phẩm thành chất phản ứng.

- Kí hiệu là hai nửa mũi tên ngược chiều nhau “⇌”

- Cho phản ứng thuận nghịch:

II. CÂN BẰNG HÓA HỌC

1) Trạng thái cân bằng

- Trạng thái cân bằng của phản ứng thuận nghịch là trạng thái mà tại đó tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch (${\nu }_t={\nu }_n$).

+ Trạng thái cân bằng: phản ứng vẫn diễn ra theo 2 chiều, nồng độ các chất không thay đổi.

- Cho phản ứng thuận nghịch: $H_2\left(g\right)+I_2\left(g\right)\underset{}{\overset{}{\rightleftharpoons }}2HI\left(g\right)$

+ Thời điểm ban đầu: ${\nu }_{t\text{ (max)}},{\nu }_n=0{\text{ và v}}_t\text{ giảm dần, }{\nu }_n\text{ tăng dần; }$

+ $\text{Sau 1 thời gian thì }{\nu }_t={\nu }_n\to k_t.C_{H_2}.C_{I_2}^{}=k_n.C_{HI}^2\to \frac{k_t}{k_n}=\frac{C_{HI}^2}{C_{H_2}.C_{I_2}^{}}$

2) Hằng số cân bằng

- Cho phản ứng thuận nghịch: aA + bB ⇌ cC + dD

+ Thực nghiệm cho thấy: hằng số cân bằng K_C của một phản ứng thuận nghịch chỉ phụ thuộc nhiệt độ và bản chất của phản ứng.

+ K_C càng lớn thì phản ứng thuận càng chiếm ưu thế, K_C càng nhỏ thì phản ứng nghịch càng chiếm ưu thế.

+ Đối với phản ứng có chất rắn tham gia, không biểu diễn nồng độ của chất rắn trong biểu thức hằng số cân bằng. Ví dụ: C (s) + CO₂ (g) ⇌ 2CO (g) $\to K_C=\frac{{\left[CO\right]}^2}{\left[C{O}_2\right]}$.

III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỚNG ĐẾN CHUYỂN DỊCH CÂN BẰNG HÓA HỌC

- Nguyên lí Le chatelier (Lơ Sa-tơ-li-ê): Một phản ứng thuận nghịch đang ở trạng thái cân bằng, khi chịu sự tác động từ bên ngoài như nồng độ, nhiệt độ, áp suất thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động đó.

1) Ảnh hưởng của nhiệt độ

- Thí nghiệm: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến cân bằng: $\underset{Màu nâu đỏ}{\underbrace{2N{O}_2\text{ (g)}}}\underset{}{\overset{}{\rightleftharpoons }}\underset{\text{Không màu}}{\underbrace{N_2{O}_4\text{ (g)}}},{\Delta }_r{H}_{298}^0<0$

+ Chuẩn bị 3 ống nghiệm (1), (2), (3) chứa khí NO₂ (có màu giống nhau), 1 cốc nước đá, 1 cốc nước nóng (70 – 80^oC).

+ Ống nghiệm 1: Dùng để so sánh.

+ Ống nghiệm 2: Ngâm vào cốc nước đá khoảng 1 – 2 phút → Màu nâu đỏ nhạt dần → NO₂ giảm, N₂O₄ tăng → Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.

+ Ống nghiệm 3: Ngâm vào cốc nước nóng khoảng 1 – 2 phút → Màu nâu đỏ đậm dần → NO₂ tăng, N₂O₄ giảm → Cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch.

- Kết luận: + Khi giảm nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều (${\Delta }_r{H}_{298}^0<0$, phản ứng tỏa nhiệt). + Khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều (${\Delta }_r{H}_{298}^0>0$, phản ứng thu nhiệt).

2) Ảnh hưởng của nồng độ

- Thí nghiệm: Ảnh hưởng của nồng độ đến cân bằng: $C{H}_{3}COONa+H_{2}O\underset{}{\overset{}{\rightleftharpoons }}C{H}_{3}COOH+NaOH$

+ Cho một vài giọt phenolphthalein vào dung dịch CH₃COONa, lắc đều, dung dịch có màu hồng nhạt.

+ Chia dung dịch thu được vào ba ống nghiệm với thể tích gần bằng nhau.

+ Ống (1) để so sánh; ống (2) thêm vài tinh thể CH₃COONa; ống 3 thêm một vài giọt dung dịch CH₃COOH.

- Quan sát hiện tượng ta thấy:

+ Ống (2): Tăng nồng độ CH₃COONa thấy màu sắc đậm lên → NaOH tạo ra nhiều hơn (NaOH làm phenolphthalein từ không màu chuyển sang màu hồng) → Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.

+ Ống (3): Tăng nồng độ CH₃COOH ta thấy màu sắc nhạt đi → CH₃COOH tác dụng với NaOH, làm giảm lượng NaOH → Cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch).

- Kết luận: + Khi tăng nồng độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm nồng độ chất đó. + Khi giảm nồng độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều làm tăng nồng độ chất đó. (Lưu ý: Tăng hay giảm lượng chất rắn không làm chuyển dịch cân bằng)

3) Ảnh hưởng của áp suất

- Thí nghiệm: Ảnh hưởng của áp suất đến cân bằng: $\underset{Màu nâu đỏ}{\underbrace{2N{O}_2\text{ (g)}}}\underset{}{\overset{}{\rightleftharpoons }}\underset{\text{Không màu}}{\underbrace{N_2{O}_4\text{ (g)}}}$

+ Tăng P, màu nâu đỏ nhạt dần → Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận → Số mol khí giảm.

- Kết luận: + Khi tăng áp suất, cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm số mol khí. + Khi giảm áp suất, cân bằng chuyển dịch theo chiều làm tăng số mol khí. (Thay đổi P, cân bằng không chuyển dịch khi: phản ứng không có khí hoặc số mol khí ở 2 vế bằng nhau).

Phần I. Đề bài

PHẦN A. CÁC DẠNG BÀI TẬP TỰ LUẬN

Dạng 1. PHẢN ỨNG MỘT CHIỀU, PHẢN ỨNG THUẬN NGHỊCH

Câu 1:      Quá trình hình thành hang động, thạch nhũ là một ví dụ điển hình về phản ứng thuận nghịch trong tự nhiên.

Nước có chứa CO₂ chảy qua đá vôi, bào mòn đá tạo thành Ca(HCO₃)₂ (phản ứng thuận) góp phần hình thành các hang động. Hợp chất Ca(HCO₃)₂ trong nước lại bị phân hủy tạo ra CO₂ và CaCO₃ (phản ứng nghịch), hình thành thạch nhũ, măng đá, cột đá.

Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra trong hai quá trình trên.

Câu 2:      Phản ứng xảy ra khi cho khí Cl₂ tác dụng với nước là một phản ứng thuận nghịch. viết phương trình hóa học của phản ứng, xác định phản ứng thuận, phản ứng nghịch.

Câu 3:      Cho phản ứng: $2\text{HI}\left(g\right)\stackrel{}{\rightleftharpoons }{\text{H}}_{\text{2}}\left(g\right)+{\text{I}}_2\left(g\right)$

a) Vẽ dạng đồ thị biểu diễn tốc độ của phản ứng thuận và phản ứng nghịch theo thời gian.

b) Xác định trên đồ thị thời điểm phản ứng bắt đầu đạt trạng thái cân bằng.

DẠNG II. HẰNG SỐ CÂN BẰNG

Câu 4:      Viết biểu thức hằng số cân bằng cho các phản ứng sau:

a) Phản ứng tổng hợp ammonia ${\text{N}}_2\left(g\right)+3{\text{H}}_{\text{2}}\left(g\right)\stackrel{}{\rightleftharpoons }{\text{2NH}}_3\left(g\right)$

b) Phản ứng nung vôi: ${\text{CaCO}}_3\left(s\right)\stackrel{}{\rightleftharpoons }\text{CaO}\left(s\right){\text{ + CO}}_2\left(g\right)$

c) Phản ứng tạo khí than ướt: $\text{C}\left(s\right)+{\text{H}}_2\text{O}\left(g\right)\stackrel{}{\rightleftharpoons }\text{CO}\left(g\right)+{\text{H}}_2\left(g\right)$

d) Tổng hợp methanol trong công nghiệp: CO (g) + 2H₂ (g) ⇌  CH₃OH (g)

 

Câu 5:      Cho biết phản ứng sau: H₂ (g) + I₂ (g) ⇌  2HI (g). Nồng độ các chất lúc cân bằng ở nhiệt độ 430^oC là [H₂]=[I₂]=0,107 M; [HI]=0,786 M. Tính hằng số cân bằng K_C tại 430^oC.

Câu 6:      Cho biết phản ứng sau: CO (g) + H₂O (g) ⇌  CO₂ (g) + H₂ (g)

Ở 700^oC hằng số cân bằng K_C của phản ứng là 1,873. Tính nồng độ H₂O và CO ở trạng thái cân bằng, biết rằng hỗn hợp ban đầu có 0,300 mol H₂O và 0,300 mol CO trong bình kín dung tích 10 lít ở 700^oC.

Câu 7:      Iodine bị phân hủy bởi nhiệt theo phản ứng sau: I₂ (g)⇌ 2I (g)

Ở 727^oC hằng số cân bằng của phản ứng K_C = 3,80.10^‑5. Cho 0,05 mol I₂ vào một bình kín dung tích 2,5 lít ở . Tính nồng độ của I₂ và I ở trạng thái cân bằng.

Câu 8:      Ammonia  được điều chế bằng phản ứng:${\text{N}}_2\left(g\right)+3{\text{H}}_{\text{2}}\left(g\right)\stackrel{}{\rightleftharpoons }{\text{2NH}}_3\left(g\right)$ . Ở t^oC, nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng là $\left[{\text{N}}_{\text{2}}\right]\text{=0,45M, }\left[{\text{H}}_{\text{2}}\right]\text{=0,14M, }\left[{\text{NH}}_{\text{3}}\right]\text{=0,62M}$ .

Tính hằng số cân bằng ${\text{K}}_{\text{C}}$  của phản ứng trên tại $t^{o}C$ .

Câu 9:      Cho phản ứng sau: ${\text{COCl}}_{\text{2 }}\left(g\right)\underset{}{\overset{}{\rightleftharpoons }}\text{ CO (}g{\text{) + Cl}}_2\text{ (}g{\text{) K}}_{\text{C}}=8,{2.10}^{-2}\text{ ở 900 K}$

Tại trạng thái cân bằng, nếu nồng độ CO và Cl₂ đều bằng 0,15 M thì nồng độ COCl₂ là bao nhiêu?

Câu 10:    Cho 0,4 mol SO₂ và 0,6 mol O₂ vào một bình dung tích 1 lít được giữ ở một nhiệt độ không đổi. Phản ứng trong bình xảy ra như sau: 2SO₂(g) + O₂(g)   2SO₃(g)

Khi phản ứng đạt đến trạng thái cân bằng, lượng SO₃ trong bình là 0,3 mol. Tính hằng số cân bằng K_C của phản ứng tổng hợp SO₃ ở nhiệt độ trên.

Câu 11:    Khi đung nóng HI trong một bình kín, xảy ra phản ứng sau: 2HI (g) ⇌ H₂ (g) + I₂ (g)

a) Ở một nhiệt độ T, hằng số K_C của phản ứng trên là $\frac{1}{64}$ . Hãy tính % lượng HI phân hủy ở nhiệt độ T?

b) Tính K_C của các phản ứng sau ở cùng nhiệt độ trên:

(1) HI (g)  ⇌ H₂ (g) + I₂ (g); (2) H₂ (g) + I₂ (g) ⇌2HI (g).

DẠNG III. CHUYỂN DỊCH CÂN BẰNG HOÁ HỌC

Câu 12:    Nhũ đá được hình thành trong các hang động liên quan đến cân bằng sau đây:

$Ca{\left(HC{O}_3\right)}_2\left(aq\right)\underset{}{\overset{}{\rightleftharpoons }}CaC{O}_3\left(s\right)+C{O}_2\left(aq\right)+H_{2}O\left(l\right)$

Nếu nồng độ CO₂ hoà tan trong nước tăng lên thì có thuận lợi cho sự hình thành nhũ đá hay không? Giải thích.

Câu 13:    Cho cân bằng: 2NO₂ (nâu đỏ) ⇌  N₂O₄ (không màu)

+ Chuẩn bị 3 ống nghiệm (1), (2), (3) chứa khí NO₂ (có màu giống nhau), 1 cốc nước đá, 1 cốc nước nóng (70 – 80^oC).

+ Ống nghiệm 1: Dùng để so sánh.

+ Ống nghiệm 2: Ngâm vào cốc nước đá khoảng 1 – 2 phút

+ Ống nghiệm 3: Ngâm vào cốc nước nóng khoảng 1 – 2 phút

Dựa vào hình 1.2 hoàn thành bảng dưới đây:

Tác động	Hiện tượng	Chiều chuyển dịch cân bằng (thuận/ nghịch)	Chiều chuyển dịch cân bằng (tỏa nhiệt/ thu nhiệt)
Tăng nhiệt độ	?	?	?
Giảm nhiệt độ	?	?	?

Câu 14:    Cho các cân bằng sau:

 ${\text{CaCO}}_3\left(s\right)\stackrel{}{\rightleftharpoons }\text{CaO}\left(s\right){\text{ + CO}}_2\left(g\right) {△}_{\text{r}}{\text{H}}_{\text{298}}^{\text{o}}\text{=176kJ}$

${\text{2SO}}_2\left(g\right)+{\text{O}}_2\left(g\right)\stackrel{}{\rightleftharpoons }{\text{2SO}}_3\left(g\right) {△}_{\text{r}}{\text{H}}_{\text{298}}^{\text{o}}\text{=-198kJ}$

 Nếu có tăng nhiệt độ các cân bằng trên dịch chuyển theo chiều nào? Giải thích.

Câu 15:    ester là hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, một số ester được sử dụng làm chất tạo mùi thơm cho các loại bánh, thực phẩm. Phản ứng điều chế ester là một phản ứng thuận nghịch: ${\text{CH}}_3\text{COOH}\left(l\right)+{\text{C}}_2{\text{H}}_5\text{OH}\left(l\right)\stackrel{}{\rightleftharpoons }{\text{CH}}_3{\text{COOC}}_2{\text{H}}_5\left(l\right){\text{ + H}}_2\text{O}\left(l\right)$

Hãy cho biết cân bằng trên dịch chuyển theo chiều nào nếu

a) Tăng nồng đô của C₂H₅OH

b) Giảm nồng độ của CH₃COOC₂H₅

................................

................................

................................

Xem thử

Xem thêm Chuyên đề dạy thêm Hóa học lớp 11 các chủ đề hay khác:

• Cân bằng trong dung dịch nước

• Thuyết BRONSTED – LOWRY về acid- base

• pH của dung dịch. Chất chỉ thị acid- base

• Chuẩn độ Acid- Base

• Ôn tập chương Cân bằng hoá học

---