Chương III, IV Hóa học đại cương 2 chương trình cao đẳng - Cân bằng hoá học

Chương trước xét nguyên lí II dùng để xác định chiều hướng của pưhhvà chiều tự diễn biến của một pưhh. Ở chương này, chúng ta sẽ xét ứng dụngcủa nguyên lí II đối với phản ứng hóa học.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương III, IV Hóa học đại cương 2 chương trình cao đẳng - Cân bằng hoá học CHƯƠNG III : CÂN BẰNG HOÁ HỌC Chương trước xét nguyên lí II dùng để xác đ ịnh chi ều h ướng c ủa p ưhhvà chiều tự diễn biến của một pưhh. Ở chương này, chúng ta sẽ xét ứng dụngcủa nguyên lí II đối với phản ứng hóa học. Hoạt động của thầy và trò Nội dungVề nguyên tắc, mọi pưhh đều là 3.1. Khái niệm về cân bằng.pư thuận nghịch. Tuy nhiên nếu Một phản ứng hh xảy ra theo một chiềuvận tốc của một chiều nào đó lớn xác định nào đó và sẽ đạt tới TTCB. VD: a A+b B+… → g G+d D+…hơn hẳn vận tốc của chiều kia thìpư được xem như 1 chiều Trong đó: A tác dụng với B tạo ra G và+ Tuỳ theo cách tiến hành mà một D gọi là pư thuận có vận tốc vT; G tácpưhh có thể là một quá trình thuận dụng với D tạo ra A và B gọi là pưnghịch hay bất thuận nghịch nghịch có vận tốc vn + KhivT=vN thì pư đạt tới TTCBHH *Các tính chất của cbhh: • + Không thay đổi theo tgian. Nếu các đk bên ngoài thay đổi thì cb bị dịch chuyển theo • + Cbhh là một cân bằng động: nghĩa là ở đk thông số của hệ tuy không thay đổi theo tg nhưng pư vẫn xảy ra, nhưng tốc độ phản ứng thuận và nghịch bằng nhau. • + Cân bằng hóa học có th ể tiến hành theo hai chiều. 3.2. Định luật tác dụng khối lượng và hằng số cân bằng. 3.2.1. Định luật tác dụng khối lượng.VD: Xét pư A + B → C Tốc độ phản ứng tỉ lệ với tíchTại thời điểm ta xét, ký hiệu nồng số nồng độ của các chất tác dụngđộ các chất lần lượt là, , (theo lũy thừa của các hệ số tỉ lượng)+ Nếu gọi v là tốc độ phản ứng tacó: v = k . .Trong đó: k là hằng số tốc độ phảnứngTrường hợp tổng quát. mA + nB → cC v= k.m.n VD: 2NO + O2 → 2NO2BÀI TẬP CHƯƠNG IIIBài 1. Cho pư: C(gr) + CO2 (k) → 2COk Kp = 1,41 ở 7270CCho 1 mol CO2 và một lượng dư C vào trong một bình chân không kínở 7270C.Tính phần trăm CO2 đã pư khi pư ở TTCB biết rằng áp suất lúc cânbằng là 1 atm C(gr) + CO2 (k) → 2COk Kp = 1,41 ở 7270CGiải.Số mol lúc đầu 1 0 1- α 2αSố mol ở cân bằng = 1+ αTổng số mol khí lúc cb (2α ) 2 1, 0 4α 2 4α 2 ⇒ α = 0,51 hay α =51% CO2 đã pưKp = )= ⇒ 1, 41 = ( 1−α 1+ α 1−α 2 1−α 2Bài 2. 2NaHCO3 tt € Na2CO3 tt + CO2 k + H2O k ∆H 298 =129,7 kJ 0a. Thiết lập pt Kp = f(P), P là áp suất của hệ lúc cb, biết rằng lúc đ ầu chỉ có NaHCO3 ttb. Cho a mol NaHCO3 vào bình chân không dung tích 22,4 l. Khi cb ở 47 0C đo được P=30 mmHg. Tính Kp, Kc của pư và số mol tối thiểu NaHCO3 cần có trong bình để đạt được áp suất 330,0 mmHgc. Tính ∆G 0 và ∆S 0 của pư ở 47 0C, coi ∆ H0 và ∆ S0 là hằng số đối với nhiệt độGiải. a. PCO2=PH2O khi pư ở TTCBKp = (P/2)2 = P2 /4 30, 0 2 1 Kp = ( ) . =3,9.10-4b. 760, 0 4 3,9.10−4 =5,7.10-7Kc = (0, 082.320) 2Để tạo ra 1,0 mol CO2 và 1,0 mol H2O cần 2,0 mol NaHCO3. Vậy sốmol NaHCO3 cần có là: n=PV/RT=30.22,4/760.0,082.320=3,4.10-2 molc. ∆ G0 = -RT ln Kp = -8,314. 320 ln 3,9.10-4 = 20,9 kJ∆ S0 = (129,7 – 20,9) / 320 = 0,34 kJ/KBài 3.Có hệ cb sau: N2O4 k € 2NO2 k . ∆ H0 = 57 kJ1.Tính Kp của pư ở 300K,biết rằng Kp ở 320K là 0,674 và ∆ H0 là khôngđổi trong khoảng nhiệt độ nghiên cứu.2.Xác định ∆ S0 của pư, coi ∆ S0 là hằng số trong khoảng 300K đến320K K p (T2 ) ∆H 0 1 1 = ( − ) Thay số ta có:Giải. a. ln K p (T1 ) R T1 T2 57.103 1 1 0, 674 = −ln ( ) 8,314 300 320 => Kp (T1) = 0,162 K p (T ) 1 ∆H 0 − ∆G 0b. ∆ G0 = ∆ H0 - T ∆ S0 => ∆ S0 = TBài 4. Tính Kp của pư CH4 k ở 250C, biết hiệu ứng Ctc + 2H2 €nhiệt hình ...