Bài 1: Trong CN người ta điều chế NH3 theo phương trình hoá học:
. khi tăng nồng độ H2 lên hai lần [giữ nguyên nồng độ của N2 và nhiệt độ phản ứng] thì tốc độ phản ứng tăng lên bao nhiêu lần?
A. 2 lần B. 4 lần C. 8 lần D. 16lần
Hướng dẫn: giả sử ban đầu [N2] = a M. [H2] = bM
tốc độ pư ban đầu được tính bằng CT. v1 = k[N2][H2]3 = k.a.b3
- - - - sau - - - - - - - - CT: v2= k[N2][H2]3= k.a.[2b]3
=> v2 = 8 v1. Chọn đáp án C
Bài 2: Khi nhiệt độ tăng thêm 100c, tốc độ phản ứng hoá học tăng thêm 2 lần. Hỏi tốc độ phản ứng đó sẽ tăng lên bao nhiêu lần khi nâng nhiệt độ từ 250c lên 750?
[ 2 được gọi là hệ số nhiệt độ].
A. 32 lần B. 4 lần C. 8 lần D. 16lần
Hướng dẫn: =v1. 25 =32 v1. đáp án A
Bài 3: Khi nhiệt độ tăng thêm 100c, tốc độ phản ứng hoá học tăng thêm 3 lần. để tốc độ phản ứng đó [đang tiến hành ở 30oc] tăng lên 81 lần thì cần thực hiệt ở nhiệt độ nào?
A. 40oc B. 500c C. 600c D. 700c
Hướng dẫn: = 81v1 = 34v1 => đáp án D
Bạn đang xem tài liệu "Bài tập về cân bằng và sự chuyển dịch cân bằng", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Bài tập về cân bằng và sự chuyển dịch cân bằng Dạng 1: Tốc độ phản ứng Bài 1: Trong CN người ta điều chế NH3 theo phương trình hoá học: . khi tăng nồng độ H2 lên hai lần [giữ nguyên nồng độ của N2 và nhiệt độ phản ứng] thì tốc độ phản ứng tăng lên bao nhiêu lần? A. 2 lần B. 4 lần C. 8 lần D. 16lần Hướng dẫn: giả sử ban đầu [N2] = a M. [H2] = bM tốc độ pư ban đầu được tính bằng CT. v1 = k[N2][H2]3 = k.a.b3 - - - - sau - - - - - - - - CT: v2= k[N2][H2]3= k.a.[2b]3 => v2 = 8 v1.. Chọn đáp án C Bài 2: Khi nhiệt độ tăng thêm 100c, tốc độ phản ứng hoá học tăng thêm 2 lần. Hỏi tốc độ phản ứng đó sẽ tăng lên bao nhiêu lần khi nâng nhiệt độ từ 250c lên 750? [ 2 được gọi là hệ số nhiệt độ]. A. 32 lần B. 4 lần C. 8 lần D. 16lần Hướng dẫn: =v1. 25 =32 v1. đáp án A Bài 3: Khi nhiệt độ tăng thêm 100c, tốc độ phản ứng hoá học tăng thêm 3 lần. để tốc độ phản ứng đó [đang tiến hành ở 30oc] tăng lên 81 lần thì cần thực hiệt ở nhiệt độ nào? A. 40oc B. 500c C. 600c D. 700c Hướng dẫn: = 81v1 = 34v1 => đáp án D Bài 4: Khi nhiệt độ tăng thêm 100c, tốc độ phản ứng hoá học tăng thêm 4 lần. Hỏi tốc độ phản ứng đó sẽ giảm đi bao nhiêu lần nhiệt khi nhiệt độ giảm từ 700c xuống 40 lần? A. 32 lần B. 64 lần C. 8 lần D. 16lần Hướng dẫn: = 43v1 = V1.64 đáp án B Bài 5: Khi nhiệt độ tăng thêm 500c thì tốc độ phản ứng hoá học tăng lên 1024 lần. Hỏi giá trị hệ số nhiệt của tốc độ phản ứngutreen là? A. 2 B. 2,5 C. 3 D. 4 Hướng dẫn: = 1024v1 = V1.45 đáp án D Bài 6: Trong các phản ứng sau đây, nếu lượng Fe trong các cặp đều được lấybằng nhau thì cặp nào có tốc độ phản ứng lớn nhất? Hướng dẫn: đáp án D. Giả sử v = 100 ml à trong dd HCl 20% Bài 7: Cho phương trình A[k] + 2B [k] à C [k] + D[k] Tốc độ phản ứng được tính bằng công thức Hỏ tốc độ phản ứng tăng lên bao nhiêu lần nếu Nồng độ của B tăng lên 3 lần, nồng độ của A không đổi [tăng 9 lần] áp suất của hệ tăng 2 lần [tăng 8 lần] Bài 8: Để hoà tan một tấm Zn trong dd HCl ở 200c thì cần 27 phút, cũng tấm Zn đó tan hết trong dd HCl nói trên ở 400c trong 3 phút. Hỏi để hoà tan hết Tấm Zn đó trong dd HCl trên ở 550c thì cần bao nhiêu thời gian? A. 60 s B. 34,64 s C. 20 s D. 40 s Hướng dẫn: đáp án B. Khi nhiệt độ tăng 40 – 20 = 200c thì thời gian phản ứng giảm 27:3 = 9 lần. Vậy tốc độ phản ứng tăng 9 lần. => khi tăng 100c thì tốc độ phản ứng tăng 3 lần. Khi tăng thêm 550c thì tốc độ phản ứng tăng . Vậy thời gian để hoà tan tấm Zn đó ở 550c là: = 34,64 s Dạng 2: Hằng số cân bằng Bài 1: ở một nhiệt độ nhất định, phản ứng thuận nghịch đạt trạng thái cân bằng khi nồng độ của các chất như sau: [H2] = 2,0 mol/lít. [N2] = 0,01 mol/lít. [NH3] = 0,4 mol/lít. Tính hằng số cân bằng ở nhiệt độ đó và nồng độ ban đầu của N2 và H2. Hướng dẫn: [N2] = 0,21M. [H2] = 2,6M Bài 2: Một phản ứng thuận nghịch Người ta trộn bốn chất A, B, C, D. mỗi chất 1 mol vào bình kín có thể tích v không đổi. Khi cân bằng được thiết lập, lượng chất C trong bình là 1,5 mol. Hãy tìm k =? A. 9. B. 10 C. 12 D. 7 Hướng dẫn: Bài 3: Tính nồng độ cân bằng của các chất trong phương trình: Nếu lúc đầu chỉ có CO và hơi nước với nồng độ [CO] = 0,1M. [H2O] = 0,4 M. k = 1 Hướng dẫn: Bài 4: Trong công nghiệp NH3 được sản xuất theo phương trình Khi hỗn hợp phản ứng đang ở trạng thái cân bằng những yếu tố nào sau đây ảnh hưởng đến cân bằng phản ứng? Và ảnh hưởng như thế nào? a. Tăng nhiệt độ b. Tăng áp suất c. Cho chất xúc tác d. Giảm nhiệt độ e. Lấy NH3 ra khỏi hệ Bài 5: Một bình kín chứa NH3 ở 00c và 1 atm với nồng độ 1M. Nung bình kín đó đến 5460c và NH3 bị phân huỷ theo phương trình Khi phản ứng đạt tới cân bằng, áp suất trong bình là 3,3 atm. Thể tích bình không đổi. tính k =? ở 5460c.
Tài liệu đính kèm:
- can bang va chuyen dich can bang.doc
Dựa vào định luật tác dụng khối lượng cho các cân bằng thông qua mối quan hệ giữa nồng độ cân bằng với hằng số cân bằng nồng độ hay quan hệ giữa áp suất riêng phần tại thời điểm cân bằng với hằng số cân bằng áp suất.
- Trong dung dịch tồn tại cân bằng: aA + bB
KC =
- Phản ứng xảy ra trong pha khí: aA [k] + bB [k]
Hằng số cân bằng tính theo nồng độ: KC =
Hằng số cân bằng tính theo áp suất: KP =
Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Cân bằng của phản ứng khử CO2 bằng C: C[r] + CO2 [k] ⇋ 2CO[k]
Xảy ra ở 1000K với hằng số cân bằng KP =
a] Tìm hàm lượng khí CO trong hỗn hợp cân bằng, biết áp suất chung của hệ là 2,5atm.
b] Muốn thu được hỗn hợp khí có tì khối hơi so với H2 là 18 thì áp suất chung của hệ là bao nhiêu?
Hướng dẫn:
a] Ta có cân bằng C[r] + CO2 [k]
Ta có:Pco+Pco2 =2,5 và Kp =
⇒ pCO = 2,071 atm; Pco2= 0,429 atm
Trong hệ cùng điều kiện nhiệt độ và thể tích ⇒ tỉ lệ về áp suất bằng tỉ lệ về số mol hay tỉ lệ về thể tích riêng. Vậy hỗn hợp lúc cân bằng chứa:
và CO2 chiếm 16,16%
b] Khi khối lượng mol trung bình của hỗn hợp CO và CO2 là 18.2=36 thì số mol CO và CO2 bằng nhau nên ta có Pco= Pco2= 0,5P
Suy ra Kp =
Ví dụ 2: Người ta tiến hành phản ứng: PC15 ⇋ PC13 + Cl2 trong một bình kín có dung tích không đổi ở nhiệt độ xác định. Nếu cho vào bình 0,5 mol PCl5 thì áp suất đầu là 1,5 atm. Khi cân bằng được thiết lập, áp suất đo được bằng 1,75 atm
a] Tính độ phân li và áp suất riêng của từng cấu tử.
b] Thiết lập biểu thức liên hệ giữa độ phân li và áp suất chung của hệ.
Hướng dẫn:
Cân bằng: PCl5 ⇋ PCl3 + Cl2 [1]
Ban đầu: x
Phản ứng: αx αx αx
Cân bằng: x[1 – α] αx αx
Tổng số mol hỗn hợp khí tại thời điểm cân bằng: n= x [1 + α]
Trong cùng điều kiện nhiệt độ, thể tích hỗn hợp phản ứng không đổi nên tỉ số mol bằng tỉ lệ áp suất.
Vậy ta có:
Áp suất riêng phần của PCl5 :
Áp suất riêng phần của PCl3 = áp suất riêng phần của Cl2:
b] Theo cân bằng [1] trong hệ có thể tích và nhiệt độ không đổi thì:
PS = PT × [1 + α]
Ví dụ 3: Trong một bình kín có dung tích không đổi, người ta thực hiện phản ứng:
Ở nhiệt độ thí nghiệm, khi phản ứng đạt tới cân bằng, ta có:PN2= 0,38atm, PH2= 0,4atm, PNH3= 2atm. Hãy tính Kp.
Hút bớt H2 ra khỏi bình một lượng cho đến khi áp suất riêng phần cửa N2 ở trạng thái cân bằng mới là 0,45atm thì dừng lại. Tính áp suất riêng phần của H2 và NH3 ở trạng thái cân bằng mới, biết rằng nhiệt độ của phản ứng không đổi.
Hướng dẫn:
Cân bằng: N2 + 3H2 ⇋ 2NH3 [1]
Áp dụng định luật tác dụng khối lượng cho cân bằng [1]:
Kp =
Khi hút bớt H2 theo nguyên lí chuyển dịch cân bằng thì cân bằng [1] sẽ chuyển dịch theo chiều nghịch [chống lại sự giảm nồng độ hay áp suất riêng phần của H2]. Do đó áp suất của N2 tăng là: 0,45 – 0,38 = 0,07 [atm], do đó áp suất riêng của NH3 giảm đi bằng 2 lần áp suất của N2 tăng: 0,07×2=0,14 [atm]
Vậy áp suất riêng phần của NH3 tại thời điểm cân bằng mới là:
2 – 0,14 = 1,86 [atm]
Áp dụng định luật tác dụng khối lượng cho cân bằng [1]:
Kp =
2. Xác định sư chuyển dịch cân bằng
Lý thuyết và Phương pháp giải
Dựa vào nguyên lí chuyển dịch cân bằng: “ 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 đọng bên ngoài.”
Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Xét cân bằng sau trong một bình kín:
CaCO3[rắn]
CaO[rắn] + CO2[khí] ΔH=178kJ
Ở 820oc hằng số cân bằng KC = 4,28.10-3.
a] Phản ứng trên là phản ứng tỏa nhiệt hay thu nhiệt ?
b] Khi phản ứng đang ở trạng thái cân bằng, nếu biến đổi một trong những điều kiện sau đây thì hằng số cân bằng KC biến đổi như thê nào? Giải thích.
+] Giảm nhiệt độ của phản ứng xuống.
+] Thêm khi CO2 vào.
+] Tăng dung tích của bình phản ứng lên.
+] Lấy bớt một lượng CaCO3 ra.
Hướng dẫn:
Phản ứng: CaCO3[rắn]
CaO2 + CO2[khí] ΔH=178kJ
a] Phản ứng thu nhiệt vì ΔH> 0
b] KC = [CO2]
+] Khi giảm nhiệt độ của phản ứng xuống thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều nghịch [chiều tỏa nhiệt] để đến trạng thái cân bằng mới và ở trạng thái cân bằng mới này thì nồng độ CO2 giảm ⇒ KC giảm +] Khi thêm khí CO2 vào ⇒ Nồng độ CO2 tăng ⇒ Cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch nhưng ở trạng thái cân bằng mới nồng độ CO2 không thay đổi KC không đổi.
+] Khi tăng dung tích của bình phản ứng lên ⇒ Áp suất của hệ giảm [nồng độ CO2 giảm] ⇒ Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận làm tăng nồng độ CO2 nhưng chỉ tăng đến khi nồng độ CO2 trước khi dung tích của bình lên thì dừng lại và cân bằng thiết lập ⇒ KC không đổi.
+] Lấy bớt một lượng CaCO3 ra thì hệ cân bằng không chuyển dịch ⇒ KC không đổi.
Ví dụ 2: Cho cân bằng hóa học: 2NO2 ⇋ N2O4 ΔH= -58,04kJ. Cân bằng sẽ chuyển dịch như thế nào, giải thích, khi:
a] Tăng nhiệt độ, tăng áp suất.
b] Thêm xúc tác.
Hướng dẫn:
Phản ứng hóa học: 2NO2 ⇋ N2O4 ΔH = -58,04kJ ΔH