CONG THUC HOA 1

7/23/2019 CONG THUC HOA 1

http://slidepdf.com/reader/full/cong-thuc-hoa-1 1/16

HÓA ĐẠI CƯƠNG A1

1

CHƯƠNG 3: NHIỆT ĐỘNG HÓA HỌC

I. Nguyên lý 1 nhiệt động học: Q=∆U + A hay ∆ =

a) Quy ướ c dấu công và nhiệt:- Hệ thu nhiệt: Q > 0 ; Hệ phát nhiệt: Q < 0- Hệ nhận công: A < 0 ; Hệ sinh công ( thực hiện công): A> b) Nội năng: ∆ = - Quá trình vòng ( chu trình): ∆ = 0 - Quá trình mở : ∆ = = Nội năng U là hàm trạng thái, biến đổi nội năng ∆U chỉ phụ thuộcvào tr ạng thái đầu và tr ạng thái cuối của hệ, không phụ thuộc vào cáchtiến hành quá trình- Hệ cô lậ p: ∆ = = 0 ⇔ = : Nội năng của hệ cô lậ pluôn luôn đượ c bảo toàn.c) Công A:

Một số quá trình thườ ng gặ p:- Quá trình đẳng tích: = ê = 0

- Quá trình đẳng áp: P=const nên A= P. (V2 – V1)= P. ∆ Trong trườ ng hợ p:- Nếu hệ ngưng tụ: ∆V=0, A=0 - QT xảy ra ở hệ khí lý tưở ng và T=const : T = const thì từ PV=nRT

A=P∆V=∆nRT - QT đẳng nhiệt xảy ra trong hệ khí lý tưở ng: T=const, P1V1=P2V2

- Quá trình đun nóng hay làm lạnh đẳng áp n mol khí lý tưở ng:A=P∆V=∆nRT

II. Nhiệt đẳng tích, nhiệt đẳng áp:a) Nội năng và nhiệt đẳng tích:- Ở điều kiện đẳng tích (V=const, ∆V=0): QV = ∆U + P∆V = ∆U→ Ở điều kiện đẳng tích, nhiệt cung cấ p cho hệ chỉ dùng để tăng nộinăng của hệ.→ Qv là hiệu ứng nhiệt đẳng tích.

b) Entanpi và nhiệt đẳng áp:- Ở điều ki ện đẳng áp (p=const)

2

1

PdVA

2

1ln

1

2ln

2

1

2

1 P

P nRT

V

V nRT dV

V

nRT PdV A

V

V

V

V




2

Q p = U + PV = (U2-U1) + P(V2-V1) = (U2 + PV2) – (U1 + PV1).

Đặt H=U+PV, enthalpy, là hàm số tr ạng thái, kJ/mol hay kcal/mol.

Q p = H2- H1 = H

H = U + P VHi ệu ứ ng nhi ệt ở điều ki ện đẳng áp chính làs ự bi ến đổ i enthalpy,hay g ọi t ắt làH i ệu ứ ng nhi ệt. - Biến thiên entanpi phản ứng bằng tổng entanpi sản phẩm tr ừ tổngentanpi tác chất (có lưu ý hệ số hợ p thức của phương trình phản ứng).

Nó đúng bằng hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học.ΔH = Hsp - Htc = Qp

d) Quan hệ giữ a ∆U và ∆H:

- Trong các phản ứng chỉ có ch ấ t l ỏng vàch ấ t r ắn tham gia hoặc phản ứng xảy ra ở tr ạng thái dung dịch thì ∆V có giá tr ị không đángk ể. Do đó, khi quá trình này đượ c thực hiện ở áp suất thấ p (áp suất khíquyển) thì P∆V ≈ 0 nên ∆H ≈ ∆U.- Trong các phản ứng có sự tham gia của pha khí, giả sử khí lý tưở ng:PV = nRT

∆ P∆V =∆n.RT (Điều kiện đẳng nhiệt , đẳng áp).

Nên: ∆H = ∆U +∆n.RT Vớ i: ∆n = ∑n khí (sản phẩm) -∑n khí (chất khí)

Nếu n=0, nhiệt đẳng áp = nhiệt đẳng tíche) Hiệu ứ ng nhiệt:-Phản ứng tỏa nhiệt là phản ứng nhường năng lượng cho môi trườ ngdướ i dạng n hiệt (∆U < 0 hay ∆H < 0).- Phản ứng thu nhiệt là phản ứng nhận năng lượ ng của môi trườ ngdướ i dạng nhiệt (∆U > 0 hay ∆H > 0).

III. Nhiệt tạo thành ( sinh nhiệt) :- Nhiệt tạo thành: là hiệu ứ ng nhiệt của phản ứ ng t ạo thành 1 mol chấ tđó từ các đơn chấ t ở tr ạng thái t ự do bề n vữ ng. Ở điều kiện tiêu chuẩn(25°C,1atm) gọi là Nhi ệt t ạo thành tiêu chu ẩ n.

- Enthalpy tiêu chuẩn, H0298tt, là enthalpy đo ở 25oC, 1atm. (H0

298tt

hay H0298 f )

- Nhiệt tạo thành tiêu chuẩn của các đơn chất bền bằng 0.Ví dụ: Cl2 khí, Br 2 lỏng, I2 r ắn, C graphit, S tà phương ,P đỏ...)

- Nhiệt tạo thành của các chất có giá tr ị càng âm thì càng bền.IV. Nhiệt đốt cháy: - Nhiệt đốt cháy tiêu chuẩn của một chất (H0

298 đc hay H0298 b ) là




3

hiệu ứng nhiệt của phản ứng đốt cháy 1 mol chất đó bằng oxy vừa đủ để tạo thành các chất bền vững nhất ở điều kiện tiêu chuẩn (250C, 1atm).- Đối vớ i các chất hữu cơ, nhiệt đốt cháy là hiệu ứng nhiệt của phản

ứng đốt cháy 1 mol chất hữu cơ bằng oxy vừa đủ tạo thành khí CO2,nướ c (lỏng) và một số sản phẩm khác ( N2 , X2, HX...)V. Định luật Hess và hệ quả:a) Định luật: Hiệu ứng nhiệt của quá trình hóa học chỉ phụ thuộc vào

bản chất và tr ạng thái của các chất tham gia phản ứng và sản phẩmcuối chứ không phụ thuộc vào đường đi của quá trình.(Nghĩa là hiệu ứng nhiệt không phụ thuộc vào số và đặc điểm của cácgiai đoạn trung gian).

H = H1 + H2 = H3 + H4 + H5 b) Hệ quả:1. Tính hiệu ứng nhiệt dựa vào Nhiệt tạo thành:

- Hiệu ứng nhiệt của phản ứng bằng tổng nhiệt tạo thành của các sản

phẩ m tr ừ đi tổng nhiệt tạo thành của các chất ban đầu.VD: Xét phản ứng:

aA + bB = cC + dD

H1 H2 H3 H4 (nhiệt tạo thành)

H pu = cH3 + dH4 – (aH1 + bH2)2. Tính hiệu ứng nhiệt dựa vào Nhiệt đốt cháy:- Hiệu ứng nhiệt của phản ứng bằng tổng nhiệt đốt cháy của các chấtđầu tr ừ đi tổng nhiệt đốt cháy của các sản phẩm.VD: Xét phản ứng đốt cháy:

aA + bB = cC + dD

H1 H2 H3 H4 (nhiệt đốt cháy)

H pu = aH1 + bH2 – (cH3 + dH4)VI. Entropi Nếu quá trình TN : S = QTN/T

Nếu quá trình bất TN: S > QBTN/T, (T là nhiệt độ t ại đó có xả yra sự trao đổ i nhiệt)




4

Tổng quát: Entropy là hàm tr ạng thái:

S = S2 – S1 = SC – SĐ Đơn vị tính của S: j/(mol×độ), cal/(mol×độ)

Nếu hệ là cô lậ p: Q = 0 => ΔS ≥ 0 . Nghĩa là đối vớ i hệ cô lậ p: Quá trình thuận nghịch, ΔS = 0 Quá trình bất thuận nghịch: ΔS > 0. Trong hệ cô lập, quá trình tự xảy ra là quá trình kèm theo

sự tăng entropy. * Các tính chất của Entropy: Hệ càng phức tạ p, phân tử càng phức tạ p, thì entropy càng lớ n.

Ví dụ : S0

298(O) < S0

298(O2) < S0

298(O3)S0298(NO) < S0

298(NO2) Đối vớ i cùng 1 chất, thì các tr ạng thái r ắn, lỏng, khí, entropy

của nó có giá tr ị khác nhau và tăng dần lên. Ví dụ: S của nước đá, nướ c lỏng, hơi nướ c lần lượ t là: 41,31;

63,31; 185,60 j/(mol×độ).

S(r ắn) < S(lỏng) < S(khí)

Nhiệt độ và áp suất có ảnh hưở ng lớn đến entropy: nhiệt độ tăng

làm tăng entropy, áp suất tăng làm giảm entropy. (do sự thayđổi độ hỗn loạn).

* Xác định độ biến đổi entropy của các quá trình hóa học

V ớ i phản ứ ng hóa học: V>0 S>0

khi S<0 V<0 S ự thay đổ i entropy:

S = Ssản phẩm - Stác chất Xét phản ứng:

aA + bB = cC + dDSA SB SC SD

S pu = cSC + dSD – (aSA + bSB) Dấu hiệu nhận ra Entropi tăng hay giảm dựa vào ∆.VII. Thế đẳng áp:

G = H – TS (kj/mol, kcal/mol)

- Độ biến thiên thế đẳng áp khi hệ chuyển từ tr ạng thái đầu (G1) sangtr ạng thái cuối (G2); T, P=const:

∆G =G2-G1

T

U

T

QS V




5

- ∆G tỷ lệ thuận với lượ ng chất phản ứng- Độ thay đổi G (T=const, P=const) được xác định:

G = H – T Sđượ c gọi là phương trình cơ bản của nhiệt động hóa học.

- Tính ∆: Xét phản ứng:Aa + bB = cC + dD

G0A G0

B G0C G0

D

G0pư = c G0

C + d G0D – (a G0

A + b G0B)

Xét một phản ứng hóa học- G < 0 phản ứng xảy ra tự phát tại nhiệt độ khảo sát hoặc xảy ra theochiều thuận (đối vớ i phản ứng thuận nghịch).

- G > 0 phản ứng không xảy ra tại nhiệt độ khảo sát hoặc xảy ra theo chiềungượ c lại (đối vớ i phản ứng thuận nghịch).

- G = 0 phản ứng đạt cân bằng.*Tác động c ủa các y ế u t ố enthanpy vàentropylên chi ều hướ ng di ễ nbi ế n c ủa m ột ph ản ứ ng

NHỮ NG CÔNG THỨ C CÓ TRONG BẢNG PHỤ LỤC ĐỀ THI (1)

1) Ho = Hott,sản phẩmHo

tt,tác chất

2) Ho = Hođc,tác chấtHo

đc,sảnphẩm

3) Ho = Uo + RTn

4) So= Sosản phẩmSo

tác chất

5) Go = Ho TSo

BÀI TẬP MINH HỌAVí dụ 1: Ở 1 atm, 250C có phản ứng. H2(k) + 1/2O2(k) = H2O(k)

Xác định U, biế t H = -58.1 kcal/mol Bài gi ải : H = U + pV U = H – nRT.




6

n = 1 – (1 + ½) = -1/2

U = -(58.1*1000) + [½*1.987 *(25+273)] (kcal/mol)Ví dụ 2: Xác định hiệu ứ ng nhiệt của pư:

C (gr) + ½O2(k) → CO (k), H0298 (1)= ?

Biết:C(graphit) + O2(k) → CO2(k), H0

298= -393,5 kJ (2)

CO(k) + ½O2(k) → CO2(k), H0298= -283,0 kJ (3)

Gi ải : H0

298 tt CO(k) = -393,5 -(- 283,0) = -110,5 kJ/mol

Ví dụ 3: Tính G0 ở 298 và 1000K của phản ứng:

C (gr) + H2O (k) CO (k) + H2 (k)

H0298 = -131.3 kJ

S0298 = 133.67 J

G0298 =H0

298 -T S0298 = -131.3 – (298)x0.13367= 91.466 kJ

G01000=H0

298 -T S0298 = -131.3 – (1000)x0.13367= -2.37 kJ

Ví dụ 4: Cho phản ứng sau tại 25oC:

C2H2 (k) + 2H2O (l)↔CH3COOH (l) + H2 (k)∆Ho

298, tt (kJ/mol) 226,91 - 286,04 - 487,37 0Cho biết: ∆Go

298 của phản ứng trên bằng – 50,32 kJ

Tính ∆Ho, ∆Uo, ∆So, K P của phản ứng trên ở 25oC?

Giải: ∆Ho = -142,2 kJ, ∆Uo = ∆Ho = -142,2 kJ

∆Go = ∆Ho – T.∆So → ∆So = - 308,3 J/oK

∆Go = - RTlnKp → KP = 6,61.108




7

CHƯƠNG 4: ĐỘNG HÓA HỌC

I. Bậc phản ứ ng:

- Bậc phản ứng v = k[A] p[B]q (bậc phản ứng bằng p+q) được xác định từ thực

nghiệm. Nếu tổng số mũ đó là 1, 2, 3,..thì bậc phản ứng đó tương ứng được xácđịnh là phản ứng bậc 1, bậc 2, bậc 3, …

II. Tốc độ phản ứ ng:

- Đối với phản ứng tổng quát: aA + bB = eE + dD

Ta có vận tốc tức thời của phản ứng là :. . . .

A B E DdC dC dC dC V

a dt b dt e dt e dt

- Tóm lại:

+ Đối với phản ứng tổng quát:

aA + bB = cC + dD

ta có : v = k [A]m[B]n 4.4

Phương trình 4.4 (rút ra từ thực nghiệm) được gọi là phương trình tốc độ phản

ứng hay phương trình động học.

Các giá trị n, m được xác định bằng thực nghiệm.

Bậc phản ứng = m + n + Đối với phản ứng đơn giản: n, m trùng với hệ số a, b trong phương trình hóa học.

III. Phản ứng bậc 1 :

Xét phản ứng đơn giản đồng thể : aA sản phẩm

Từ biểu thức vận tốc phản ứng bậc nhất ta có:

= [] (1)

Mặt khác: =

[]

(2)

Suy ra Hay =

[]

[]

Hằng số vận tốc lúc này có thứ nguyên không phụ thuộc vào nồng độ

Khi [A] = ½[A]0 lúc đó t = t1/2 : gọi là chu k ỳ bán hủy

/ =1

[]

[]2

=1

2 =

0,693

t1/2 : còn gọi là thời gian nửa phản ứng. Thời gian nửa phản ứng của phản ứng bậc

nhất không phụ thuộc vào nồng độ và tỷ lệ nghịch vớ i hằng số tốc độ phản ứng.

ln[A] – ln[A]0 = -akt




8

IV. Phản ứ ng bậc 2 :

Xét phản ứng bậc 2 đơn giản đồng thể có dạng aA sản phẩm

= [] (1)

Mặt khác: =

[]

(2)

Kết hợp (1) và (2): suy ra[]

[] =

Lấy tích phân xác định hai vế : ∫ = ∫[]

[]

[][]

vớ i [A]0 là nồng độ ban

đầu của A

Suy ra : = ( []

[])

Hay =

(

[]

[]

)

Thứ nguyên của hằng số vận tốc k của phản ứng bậc hai phụ thuọcc vào đơn vị

biểu thị nồng độ, nó có thứ nguyên nghịch đảo thờ i gian.

Giả sử sau thờ i gian t = t1/2, thì A phản ứng hết một nửa lượ ng chất, [A] = [A]0/2

ta có:

/ = .[]

Thời gian nửa phản ứng của phản ứng bậc hai tỷ lệ nghịch với nồng độ đầu.

V. Qui tắc Van’t Hoff

Sự tăng nhiệt độ trong đa số các trường hợp đều làm tăng vận tốc phản ứng.Từ kết quả nghiên cứu một số lượng lớn phản ứng, Van’t Hoff đã rút ra quy tắc kinh nghiệm sau:

Nếu nhiệt độ phản ứng tăng thêm 10oC thì vận tốc của đa số phản ứng sẽ tăng2 – 4 lần. Số lần tăng này được gọi là hệ số nhiệt độ của tốc độ phản ứng

10 2 4T

T

k

k

Tổng quát: .10 (2 4)n nT n

T

k

k

Quy tắc kinh nghiệm Vant Hoff được biểu diễn bằng công thức sau :

2 1

102 1.

T T

v v

(4. 5)

trong đó : v1 và v2 là vận tốc phản ứng tương ứng với nhiệt độ T1 và T2.

- chỉ số nhiệt độ (hệ số Van’t Hoff).

Qui tắc này chỉ đúng trong khoảng nhiệt độ không lớ n.




9

CHƯƠNG 5: CÂN BẰNG HÓA HỌC

I. Hằng số cân bằng

a) Hằng số cân bằng mol (K C)

a A + b

B

c C + d

D

=[][]

[][]

K C : hằng số cân bằng theo nồng độ.

[A], [B], [C], [D] nồng độ các chất khi hệ đạt trạng thái cân bằng.

b) Hằng số cân bằng áp suất riêng K P

=

.

.

K P : hằng số cân bằng theo áp suất.

PA, PB, PC, PD, áp suất riêng phần của các chất khí tại thời điểm cân

bằng.

Mối liên hệ giữa Kp và Kc

Đối với khí lý tưở ng, từ PV = nRT và =

(: à ồ độ)

Ta có: P = CRT

=

.

.

=[]()[]()

[]()[]() = ()[(+)− (+)]

Hay = ()

Δn = (c + d) – (a + b): biến thiên số mol khí của phản ứng

Lưu ý: R = 0,082 (L.atm/mol.K)

c) Hằng số cân bằng phân số mol (K x)

- Phân số mol hay nồng độ phần mol của một chất A trong hỗn hợp là

tỷ số giữa số mol chất A với tổng số mol các chất có trong hỗn hợ p.

=

⅀=

Pi: áp suất riêng phần của từng chất khí

P: Áp suất toàn phần của hệ.




1

=

xi: phần số mol của từng chất ở thời điểm cân bằng

Mối liên hệ giữ a K x và K P

=

=(

)( )

( )(

)= ()[(+)− (+)]

= ()

Δn = (c + d) – (a + b): biến thiên số mol khí của phản ứng

II. Phương trình cân bằng và hằng số cân bằng

PT cân bằng : N2O4 (k ) 2 NO2 (k ) = []

[4]

Có thể biểu diễn hệ cân bằng trên ngược lại bằng phường trình:

2 NO2 (k ) N2O4 (k ) ′ = [4][] =

→Giá tr ị K phụ thuộc vào cách viết phương trình.

Giá trị K phụ thuộc vào cách cân bằng phương trình:

N2O4 (k ) 2 NO2 (k ) = []

[4]

½ N2O4 (k ) NO2 (k ) ′ = [][4]/ → ′ = √

2 N2O4 (k ) 4NO2 (k ) = []

4

[4] → ′′ =

III. Mối liên hệ giữa K P và ΔG0

Dựa vào nguyên lý 2 của nhiệt động lực học người ta đã thiết lập được

biểu thức sau đây cho phản ứng trong pha khí:

a A + b B c C + d D

ΔG = ΔG

RTln

PcP

d

PaPb




11

PA, PB, PC, PD là áp suất riêng phần của các chất A, B, C, D ở điều kiện

bất kỳ.

- Khi phản ứng đạt cân bằng: ΔG = 0

Ta có: ΔG = RTln

Ở đây PA, PB, PC, PD là áp suất riêng phần của các chất A, B, C, D lúc

cân bằng.

Vậy ΔG0 = - RTlnKp (Phương trình đẳng nhiệt Vant’Hoff)

Lưu ý: Tùy theo đơn vị của ΔG mà chọn giá trị R tương ứng

+ ΔG (kj/mol) cần chọn R=8,314 (J.mol-1.K -1).

+ ΔG (kcal/mol) cần chọn R=1,987 (cal.mol-1.K -1).

Như vây:

- Nếu Go < 0 thì K P > 1. Nếu Go càng âm thì K P càng lớn, tức là

phản ứng xảy ra hoàn toàn, lúc cân bằng nồng độ sản phẩm càng lớn.

- Nếu Go > 0 thì K P < 1. Nếu Go càng lớn thì K P càng nhỏ, nồng độ

sản phẩn càng ít.

Từ hệ thức trên ta cũng thấy mối liên hệ giữa K P và nhiệt độ.

Go = Ho - TSo

Go = - RTlnK P

Ta có : - RTlnK P = Ho - TSo

lnK P là hàm bậc nhất của1

T . Ở 2 nhiệt độ T1 và T2, ta có tương ứng

1 P

K và 2 P

K , với

1 2

1 2

1 1ln ln

o

P P

H K K

R T T

lnK = ΔG

RT

lno o

P

S K

RT R




12

Hay

1

2 1 2

1 1ln

o K H

K R T T

Với hệ thức này có thể tính K P ở bất kỳ nhiệt độ nào nếu biết hằng số

K P ở một nhiệt độ khác. Và nếu biết1

P K

và2

P K

ở T1 và T2 ta có thể tínhđược Ho của phản ứng.

* Đối với phản ứng xảy ra trong dung dịch:

ΔG = ΔG RTln[C]c[D]d

[A]a[B]b

Khi phản ứng đạt cân bằng ta cũng có:

ΔG = RTln [][]

[][] = -RTlnKc

Hay:

Lưu ý: công thức liên hệ giữa Go và hằng số Kc chỉ áp dụng khi n =

0 (không có sự biến thiên số mol khí) hoặc phản ứng xảy ra trong dung

dịch.

IV. Dựa vào hằng số cân bằng để dự đoán chiều diễn tiến của phản

ứng

Chỉ số phản ứng (Q)

a A + b B c C + d D

Đặt Q = [][]

[][]

[A], [B], [C], [D] là nồng độ các chất ở thời điểm bất kỳ. Đối với

phản ứng trong pha khí có thể thay nồng độ bằng áp suất riêng phần.

• Có thể xem như chỉ số phản ứng Q là thước đo quá trình phản

ứng.

G = Go + RTlnQ = RTlnK + RTlnQ

Hay

=

G = RTlnQ

Kcb




13

Các phản ứng thuận nghịch luôn có xu thế đạt trạng thái cân bằng,

do đó:

• Khi Q < K cb Q/K cb < 1 G < 0 phản ứng thuận chiếm

ưu thế đến khi hệ đạt cân bằng.• Khi Q > K cb Q/K cb > 1 G > 0 phản ứng nghịch chiếm

ưu thế đến khi hệ đạt cân bằng.

• Khi Q = K cb G = 0 hệ đạt trạng thái cân bằng.

V. Sự chuyển dịch cân bằng

Nguyên lý Le Chatelier:

“Với một hệ đang ở trạng thái cân bằng, nếu ta thay đổi bất kỳ

một yếu tố xác định điều kiện cân bằng (áp suất, nồng độ, nhiệt độ) thì

cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều chống lại sự thay đổi đó”.

VI. Ảnh hưởng của nồng độ

Khi thêm một lượng tác chất hoặc sản phẩm vào hệ cân bằng thì chỉ

số phản ứng Q sẽ thay đổi và khác K cb, hệ không còn cân bằng nữa.

Từ biểu thức trên ta thấy:

- Nếu thêm sản phẩm vào hệ thì Q > K ΔG > 0 phản ứng nghịch

chiếm ưu thế và cân bằng chuyển dịch về phía tạo thành các tác chất cho

đến khi hệ đạt đến trạng thái cân bằng trở lại.

- Và ngược lại khi thêm tác chất Q < K ΔG < 0 phản ứng thuận

chiếm ưu thế và cân bằng chuyển dịch về phía chiều thuận tạo thành các

sản phẩm cho đến khi hệ đạt đến trạng thái cân bằng trở lại.

Như vậy, “ Khi thêm một lượng tác chất hoặc sản phẩm vào hệ

cân bằng, cân bằng sẽ chuyển dịch theo hướng tiêu thụ bớt chất thêm

đó”.

VII. Ảnh hưởng của áp suất

Sự thay đổi áp suất không ảnh hưởng nhiều đối với nồng độ chất

rắn và chất lỏng, nhưng rất có ý nghĩa đối với chất khí.

G = RTlnQ

Kcb




14

Xét phản ứng thuận nghịch của các chất khí:

2A(k) + B(k) ↔ C(k) + 3D(k)

vt = k t [A]2[[B]

vn = k n [C][[D]3

Nếu sau khi phản ứng đạt cân bằng, chúng ta tăng áp suất của hệ

lên hai lần, bằng cách giảm thể tích của hệ xuống 2 lần thì cân bằng sẽ

thay đổi như thế nào?

Để trả lời câu hỏi đặt ra cần phải xét tốc độ phản ứng thuận và

nghịch.

Áp suất và nồng độ có mối liên hệ với nhau qua phương trình

tr ạng thái khí lý tưở ng :

PV = nRT hay =

và =

Ở một nhiệt độ xác định, nếu tăng áp suất của hệ lên hai lần bằng

cách giảm thể tích của hệ 2 lần thì nồng độ các chất có trong hệ đều tăng

2 lần. Do đó:

v’t = k t. 4[A]2.2[[B] = 8 k t [A]2[[B] = 8vt

v’n = k n. 2[C].8[[D]3 = 16k n [C][[D]3 = 16vn

Như vậy, khi tăng áp suất của hệ lên hai lần thì tốc độ phản ứng

nghịch tăng lên gấp 2 lần phản ứng thuận. như vậy cân bằng dịch chuyển

theo chiều nghịch là chiều có số phân tử khí ít hơn. Vậy khi tăng áp

suất, cân bằng dịch chuyển về phía làm giảm số phân tử khí.

Tóm lại: - Đối với hệ có sự khác nhau về số mol khí ở hai vế

của phương trình hóa học. Khi tăng áp suất của hệ của hệ cân bằng,

cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều giảm số phân tử khí và ngược lại.

- Đối với hệ không có sự khác nhau về số mol khí ở hai vế của

phương trình hóa học thì việc tăng hay giảm áp suất không ảnh hưởng

đến sự chuyển dịch cân bằng.

VIII. Ảnh hưở ng của nhiệt độ

Quan hệ giữa entanpi và hằng số cân bằng đượ c biểu thị qua công

thức:




15

lno o

P

S K

RT R

Từ biểu thức trên ta nhận thấy:

- Khi ∆H > 0 ( phản ứng thu nhiệt – nhiệt đượ c hấ p thụ khi phản ứng

xảy ra theo chiều thuận), khi nhiệt độ tăng, thì hằng số K tăng. Có nghĩa

là cân bằng dịch chuyển theo chiều thuận (chiều hấp thụ nhiệt).

- Vớ i ∆H < 0 (phản ứng toả nhiệt – nhiệt tỏa ra môi trườ ng khi phản

ứng xảy ra theo chiều thuận), khi nhiệt độ tăng thì K sẽ giảm. Có nghĩa

là cân bằng dịch chuyển theo chiều nghịch (chiều hấp thụ nhiệt).

Tóm lại: Khi nhiệt độ của một hệ cân bằng tăng, cân bằng sẽ chuyển

dịch theo chiều hấ p thu nhiệt. Khi nhiệt độ của hệ giảm, cân bằng sẽ

chuyển dịch theo chiều tỏa nhiệt”.

NHỮ NG CÔNG THỨ C CÓ TRONG BẢNG PHỤ LỤC ĐỀ THI (2)

6) Đối vớ i phản ứng bậc 0

=

( )

7) Đối vớ i phản ứng bậc 1:

=

(

)

8) Đối vớ i phản ứng bậc 2 có nồng độ ban đầu các tác chất bằng nhau:

=1

(1

1

)

9) Qui tắc thực nghiệm Vant’ Hoff

=

=

−

10)Phương trình Arrhenius:

=

∗

11) K P = K C (RT)n = K X (P)Δn

BÀI TẬP MINH HỌA

Ví dụ 1: Ở 3750

C, xét phản ứng thuận nghịch sau:

N2

(k) + 3H2

(k) ⇄ 2NH3 (k)

, K

p = 4,3.10

-4

Nồng độ ban đầu của N2(k) và H

2(k) lần lượt là =1, 3 mol/L. Xác định nồng độ các

chất ở trạng thái cân bằng ?

Bài làm:




Ví dụ 2: Ở 472oC, hỗn hợp tại cân bằng của phản ứng dưới đây có

0.1207M H2, 0.0402M N

2 và 0.0272M NH

3. Tính hằng số cân bằng Kc

và Kp.

N2(k) + 3H

2(k) 2NH

3(k)

Bài giải:

KC = [NH

3]2

/([N2].[H

2]3

)

Để tính Kp, sử dụng biểu thức: K

P = K

C(RT)

n

Hết

Documents

CONG THUC HOA 1