Bài giảng Hoá học đại cương: Chương 3 - ThS. Trần Thị Minh Nguyệt

Bài giảng Hoá học đại cương chương 3 Cân bằng hóa học, cung cấp cho người học những kiến thức như: Khái niệm cân bằng hóa học; Sự chuyển dịch cân bằng - các yếu tố ảnh hưởng; Cách tính hằng số cân bằng hóa học. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hoá học đại cương: Chương 3 - ThS. Trần Thị Minh Nguyệt CHƯƠNG III CÂN BẰNG HÓA HỌC§1 Khái niệm cân bằng hóa học§2 Sự chuyển dịch cân bằng - các yếu tố ảnh hưởng§3 Cách tính hằng số cân bằng hóa học §1 KHÁI NIỆM VỀ CÂN BẰNG HÓA HỌCI. Phản ứng thuận nghịch và cân bằng hoá học1. Phản ứng 1 chiều là phản VD:ứng hóa học xảy ra cho đến NaOH + H2SO4 → Na2SO4 +H2Okhi chỉ còn lại một lượngkhông đáng kể chất phản ứng. Zn + 2HCl → ZnCl + H 2 2Khi viết phương trình phảnứng ta chỉ dùng dấu mũi tênmột chiều  thay cho dấubằng. 2 I. Phản ứng thuận nghịch và cân bằng hoá học2. Phản ứng thuận nghịch (phản ứng 2 chiều) là phản ứng mà ở trong cùng một điều kiện phản ứng có thể xảy ra theo hai chiều ngược nhau. Khi viết phương trình phản ứng ta phải dùng 2 mũi tên ngược chiều thay cho dấu bằng. 3I. Phản ứng thuận nghịch và cân bằng hoá học3. Trạng thái cân bằng hóa học Tất cả các phản ứng thuận nghịch đều diễn rakhông đến cùng mà chỉ diễn ra cho đến khi đạt đượctrạng thái cân bằng hóa học Ở trạng thái cân bằng hóa học, hàm lượng cácchất phản ứng cũng như hàm lượng sản phẩm tồn tạikhông đổi Cân bằng này là cân bằng động vì phản ứng ở cảhai chiều thuận và nghịch luôn diễn ra với vận tốc nhưnhau 4I. Phản ứng thuận nghịch và cân bằng hóa học Điều kiện nhiệt động để có cân bằng của phản ứng ở nhiệt độ T ∆GT = ∑µi . ni = 0 Trong đó: µi : Thế hóa học của chất i ni : hệ số tỷ lượng của chất i trong phương trình phản ứng (với chất tham gia phản ứng ni < 0 với chất sản phẩm ni > 0 ) Với các chất khí lý tưởng ta có µi = µi0 + R.T.lnpi 5II. Các hằng số cân bằng của phản ứng1. Hằng số cân bằng KP Cho phản ứng aA + bB eE + f FCác chất đều là chất khí tuân theo định luật của khí lýtưởngÁp dụng điều kiện nhiệt động để có cân bằng: ∆GT = ∑µi . ni = 0 ΔGT = μi .ni = eμ e + fμ F - aμ A - bμ BThay µi = µi0 + R.T.lnpiΔG T = (e  E0 + f  F0 - a A0 - b B0 ) + RT. (e ln PE + f ln PF  alnPA - bln PB )  0 6II. Các hằng số cân bằng của phản ứng1. Hằng số cân bằng KP ΔG = (e  + f  - a - b ) 0 0 0 0 0Ta có T E F A B∆GT0: Là biến thiên entanpi tự do chuẩn của phản ứngVậy ΔG T = ΔG T0 + RT. (e ln PE + f ln PF  alnPA - bln PB )  0 e f p .p ΔG T = ΔG T0 + RT.ln ( aE Fb )Cb  0 pA .pB 7II. Hằng số cân bằng của phản ứng1. Hằng số cân bằng Kp Ta có peE .pfF ΔG T0 ln ( a b )Cb = - p A .p B RT Đặt peE .pfF K P = ( a b )Cb p A .pB Vậy ta có ΔG 0 T lnK P = - RT 8II. Các hằng số cân bằng của phản ứng2. Hằng số cân bằng KCÁp suất riêng phần của khí lý tưởng liên hệ với nồng độbằng phương trình n i RT pi = = Ci RT V Thay vào biểu thức Kp  CE RT   CF RT  e f e f pE pF CE e CF f  e+f-a-b  b  KP = a b = = RT   CA RT   CBRT  CA CB a b a pA pB Vậy ta có: KP = KC(RT)Δn trong đó Δn= e+f -a-b hay KC = KP .(RT)-ΔnII. Hằng số cân bằng của phản ứngQuan hệ các hằng số cân bằng KC , KP + Hằng số cân bằng K của hệ dị thể chất lỏng và khí H2O(l) H2O(k) K= PH2O(Khí) / [H2O]lỏng  K[H2O] lỏng= PH2O Đặt K.[H2O] lỏng = KP  KP = PH2O (khí) + Hằng số cân bằng K của hệ dị thể chất rắn và khí CaCO3(r) CaO(r) + CO2(k) Kc = [CO2] KP = PCO2(RT) 10II. Hằng số cân bằng của phản ứng3. Hằng số cân bằng KN Áp suất riêng phần của cấu tử liên hệ với áp suất toàn phần của hệ và nồng độ phần mol: pi = Ni . P N eE .N fF ( a b )Cb . P Δn = K P N A .N B Đặt ...