tai lieu hoa hay chuong 7

Ch¬ng 7

tèc ®é ph¶n øng vµ c©n b»ng ho¸ häcA. Tãm t¾t lÝ thuyÕt

I - Tèc ®é ph¶n øng ho¸ häc

1) Kh¸i niÖm vÒ tèc ®é ph¶n øng ho¸ häc

- Tèc ®é ph¶n øng lµ ®é biÕn thiªn nång ®é cña mét chÊt trong çc ph¶n øng hoÆc s¶n phÈm trong mét ®¬n vÞ thêi gian. Trong ®ã theo quy íc : nång ®é theo mol/lÝt, thêi gian cã thÓ lµ gi©y (s), phót (ph), giê (h) …

Tèc ®é ph¶n øng ®îc x¸c ®Þnh b»ng thùc nghiÖm.

- Tèc ®é trung b×nh cña ph¶n øng ho¸ häc lµ tèc ®é biÕn thiªn trung b×nh nång ®é cña mét chÊt trong kho¶ng thêi gian

tõ t1 ®Õn t2.

ThÝ dô : XÐt ph¶n øng aA bB

NÕu tÝnh tèc ®é ph¶n øng theo chÊt A : ë thêi ®iÓm t1 chÊt

A cã nång ®é C1 mol/lÝt, ë thêi ®iÓm t2 chÊt A cã nång ®é C2

mol/lÝt. Tèc ®é trung b×nh cña ph¶n øng lµ :

Cßn nÕu tÝnh tèc ®é ph¶n øng theo chÊt B : ë thêi ®iÓm t1

chÊt B cã nång ®é C1’ mol/lÝt, ë thêi ®iÓm t2 chÊt B cã nång ®é

C2’ mol/lÝt. Tèc ®é trung b×nh cña ph¶n øng lµ :

§Ó tèc ph¶n øng lµ ®¬n gi¸ trÞ ngêi ta sö dông biÓu thøc :

2) Çc yÕu tè ¶nh hëng ®Õn tèc ®é ph¶n øng

- ¶nh hëng cña nång ®é : Khi t¨ng nång ®é cña chÊt ph¶n øng th× tèc ®é ph¶n øng t¨ng. V× khi nång ®é t¨ng dÉn ®Õn mËt ®é çc chÊt ph¶n øng t¨ng nªn tÇn sè va ch¹m t¨ng vµ sè va ch¹m hiÖu qu¶ t¨ng.

- ¶nh hëng cña ¸p suÊt : §èi víi çc ph¶n øng ho¸ häc cã chÊt khÝ tham gia th× khi t¨ng ¸p suÊt th× tèc ®é ph¶n øng t¨ng. Khi ¸p suÊt t¨ng, mËt ®é çc chÊt khÝ t¨ng, dÉn ®Õn t¨ng sè va ch¹m gi÷a çc chÊt vµ t¨ng sè va ch¹m hiÖu qu¶.

- ¶nh hëng cña nhiÖt ®é : Khi t¨ng nhiÖt ®é th× tèc ®é ph¶n øng t¨ng v× tèc ®é chuyÓn ®éng cña çc ph©n tö t¨ng dÉn ®Õn t¨ng tÇn sè va ch¹m gi÷a çc chÊt ph¶n øng vµ tÇn sè va ch¹m cã hiÖu qu¶ gi÷a çc chÊt ph¶n øng t¨ng nhanh.

- ¶nh hëng cña diÖn tÝch bÒ mÆt : §èi víi çc ph¶n øng ho¸ häc cã chÊt r¾n tham gia th× khi t¨ng diÖn tÝch bÒ mÆt, tèc ®é ph¶n øng t¨ng, do diÖn tÝch bÒ mÆt chÊt r¾n t¨ng nªn sè lÇn va ch¹m cña çc chÊt kh¸c lªn ph©n tö chÊt r¾n t¨ng.

- ¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c : ChÊt xóc t¸c lµm t¨ng tèc ®é ph¶n øng, nhng kh«ng bÞ tiªu hao trong qu¸ tr×nh ph¶n øng.

- ¶nh hëng cña chÊt øc chÕ ph¶n øng : ChÊt øc chÕ ph¶n øng lµ chÊt lµm gi¶m tèc ®é ph¶n øng, nhng kh«ng bÞ tiªu hao trong qu¸ tr×nh ph¶n øng.

- ¶nh hëng cña çc yÕu tè kh¸c : M«i trêng ph¶n øng, tèc ®é khuÊy trén …

II - C©n b»ng ho¸ häc

1) Ph¶n øng mét chiÒu, ph¶n øng thuËn nghÞch vµ c©n b»ng ho¸ häc

a) Ph¶n øng mét chiÒu : Lµ ph¶n øng trong ®ã çc s¶n phÈm ph¶n øng kh«ng t¸c dông ®îc víi nhau ®Ó t¹o ra çc chÊt tham gia ph¶n øng.

§Ó biÓu diÔn ph¬ng tr×nh ho¸ häc cña ph¶n øng mét chiÒu, ngêi ta dïng mét mòi tªn chØ híng cña ph¶n øng.

ThÝ dô : 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2

O2 t¹o ra kh«ng t¸c dông ®îc víi K2MnO4 vµ MnO2 ®Ó t¹o

thµnh KMnO4.

b) Ph¶n øng thuËn nghÞch : Ph¶n øng thuËn nghÞch lµ ph¶n øng trong ®ã çc s¶n phÈm ph¶n øng t¸c dông ®îc víi nhau ®Ó t¹o ra çc chÊt tham gia ph¶n øng.

§Ó biÓu diÔn ph¬ng tr×nh ho¸ häc cña ph¶n øng thuËn nghÞch, ngêi ta dïng hai mòi tªn ngîc chiÒu nhau. ChiÒu mòi tªn tõ tr¸i sang ph¶i chØ ph¶n øng thuËn, mòi tªn chØ tõ ph¶i sang tr¸i chØ chiÒu cña ph¶n øng nghÞch.

ThÝ dô : H2 + I2 2HI

HI ®îc t¹o thµnh ®ång thêi bÞ ph©n huû sinh ra H2 vµ I2 lµ

çc chÊt tham gia ph¶n øng.

c) C©n b»ng ho¸ häc : Lµ tr¹ng th¸i cña ph¶n øng thuËn nghÞch khi tèc ®é ph¶n øng thuËn b»ng tèc ®é cña ph¶n øng nghÞch.

2) H»ng sè c©n b»ng

a) C©n b»ng trong hÖ ®ång thÓ

- HÖ ®ång thÓ lµ hÖ kh«ng cã bÒ mÆt ph©n chia trong hÖ. ThÝ dô : hÖ gåm çc chÊt khÝ hay hÖ chøa çc chÊt tan trong dung dÞch.

XÐt ph¶n øng thuËn nghÞch trong hÖ ®ång thÓ :

aA + bB cC + dD

Trong ®ã A, B, C, D lµ nh÷ng chÊt khÝ hay nh÷ng chÊt tan trong mét dung dÞch. Khi ph¶n øng ë tr¹ng th¸i c©n b»ng ta cã :

KC =

KC lµ h»ng sè c©n b»ng nång ®é cña ph¶n øng, chØ phô

thuéc vµo nhiÖt ®é, kh«ng phô thuéc vµo nång ®é çc chÊt ban ®Çu.

Chó ý : Gi¸ trÞ cña h»ng sè KC phô thuéc vµo çch viÕt ph¬ng

tr×nh ho¸ häc.

ThÝ dô : XÐt ph¶n øng ho¸ häc :

H2(k) + I2(k) 2HI(k) KC

H2(k) + I2(k) HI(k) KC’

KC = ; KC’ = ; KC = (KC’)2

b) Çc yÕu tè ¶nh hëng ®Õn c©n b»ng ho¸ häc

Sù chuyÓn dÞch c©n b»ng ho¸ häc lµ sù di chuyÓn tõ tr¹ng th¸i c©n b»ng nµy sang tr¹ng th¸i c©n b»ng kh¸c do t¸c ®éng cña çc yÕu tè tõ bªn ngoµi lªn c©n b»ng.

- ¶nh hëng cña nång ®é : Khi t¨ng hoÆc gi¶m nång ®é cña mét chÊt trong c©n b»ng th× c©n b»ng bao giê còng chuyÓn dÞch theo chiÒu lµm gi¶m t¸c dông cña viÖc t¨ng hoÆc gi¶m nång ®é cña chÊt ®ã. CÇn lu ý r»ng viÖc t¨ng hay gi¶m lîng chÊt r¾n trong hÖ c©n b»ng dÞ thÓ (cã chÊt r¾n tham gia) th× kh«ng ¶nh hëng tíi c©n b»ng.

- ¶nh hëng cña ¸p suÊt : Khi t¨ng hoÆc gi¶m ¸p suÊt chung cña hÖ c©n b»ng th× c©n b»ng bao giê còng chuyÓn dÞch theo chiÒu lµm gi¶m t¸c dông cña viÖc t¨ng hoÆc gi¶m ¸p suÊt ®ã. CÇn lu ý r»ng viÖc t¨ng hay gi¶m ¸p suÊt trong hÖ c©n b»ng cã tæng hÖ sè tØ lîng çc chÊt khÝ ë hai vÕ cña ph¬ng tr×nh ho¸ häc b»ng nhau th× kh«ng ¶nh hëng tíi c©n b»ng.

- ¶nh hëng cña nhiÖt ®é : Khi t¨ng nhiÖt ®é th× c©n b»ng chuyÓn dÞch theo chiÒu ph¶n øng thu nhiÖt, nghÜa lµ lµm gi¶m t¸c dông cña viÖc t¨ng nhiÖt ®é. Cßn khi gi¶m nhiÖt ®é th×

c©n b»ng chuyÓn dÞch theo chiÒu ph¶n øng to¶ nhiÖt, nghÜa lµ lµm gi¶m t¸c dông cña viÖc gi¶m nhiÖt ®é.

- ¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c : ChÊt xóc t¸c kh«ng ¶nh hëng ®Ên c©n b»ng v× kh«ng lµm thay ®æi nång ®é, ¸p suÊt vµ h»ng sè c©n b»ng. Nhng chÊt xóc t¸c lµm t¨ng tèc ®é ph¶n øng c¶ thuËn vµ nghÞch nªn hÖ nhanh chãng ®¹t ®Õn c©n b»ng.

ThÝ dô : XÐt c©n b»ng

C(r) + CO2 (k) 2CO2 (k) (H > 0) : lµ ph¶n øng

thu nhiÖt

+ Khi ta t¨ng nång ®é CO trong hÖ th× c©n b»ng chuyÓn dÞch sang ph¶i ®Ó lµm gi¶m nång ®é CO trong hÖ. HoÆc khi

gi¶m nång ®é CO2 c©n b»ng còng chuyÓn dÞch sang ph¶i ®Ó

t¨ng nång ®é CO2 trong hÖ ®Ó ®¶m b¶o cho

KC = = h»ng sè.

Cßn khi thªm hay bít C th× c©n b»ng kh«ng thay ®æi v× lîng C kh«ng cã mÆt trong biÓu thøc h»ng sè c©n b»ng.

+ Khi ta t¨ng ¸p suÊt cña hÖ th× c©n b»ng chuyÓn dÞch sang tr¸i ®Ó lµm gi¶m ¸p suÊt cña hÖ.

+ Khi t¨ng nhiÖt ®é, c©n b»ng chuyÓn dÞch sang ph¶i ®Ó

t¨ng nång ®é CO2.

Nguyªn lÝ chuyÓn dÞch c©n b»ng (Nguyªn lÝ L¬ Sa-t¬-li-ª) : “Mét ph¶n øng thuËn nghÞch ®ang ë tr¹ng th¸i c©n b»ng, khi chÞu mét t¸c ®éng bªn ngoµi nh biÕn ®æi nång ®é, ¸p suÊt, nhiÖt ®é sÏ chuyÓn dÞch c©n b»ng theo chiÒu lµm gi¶m t¸c ®éng bªn ngoµi ®ã”.

B. PhÇn bµi tËp

7.1 Chän c©u ®óng trong çc c©u sau :

A. Tèc ®é ph¶n øng lµ ®é biÕn thiªn sè mol cña mét chÊt trong çc chÊt ph¶n øng hoÆc s¶n phÈm trong mét ®¬n vÞ thêi gian.

B. Tèc ®é ph¶n øng lµ ®é biÕn thiªn nång ®é cña mét trong çc chÊt ph¶n øng hoÆc s¶n phÈm trong mét ®¬n vÞ thêi gian.

C. Tèc ®é ph¶n øng lµ ®é biÕn thiªn nång ®é cña çc chÊt trong çc chÊt ph¶n øng hoÆc s¶n phÈm trong mét ®¬n vÞ thêi gian.

D. Tèc ®é ph¶n øng lµ ®é biÕn thiªn sè mol cña çc chÊt trong çc chÊt ph¶n øng hoÆc s¶n phÈm trong mét ®¬n vÞ thêi gian.

7.2 Chän ph¬ng ¸n m« t¶ ®Çy ®ñ nhÊt çc yÕu tè ¶nh hëng ®Õn tèc ®é ph¶n øng.

A. Nång ®é, nhiÖt ®é, chÊt xóc t¸c, ¸p suÊt.

B. Nång ®é, nhiÖt ®é, chÊt xóc t¸c.

C. Nång ®é, nhiÖt ®é, chÊt xóc t¸c, ¸p suÊt, tèc ®é khuÊy trén, khèi lîng chÊt r¾n.

D. Nång ®é, nhiÖt ®é, chÊt xóc t¸c, ¸p suÊt, tèc ®é khuÊy trén, diÖn tÝch bÒ mÆt chÊt r¾n.

7.3 Cho ph¶n øng hãa häc sau :

2HI H2 + I2 (1)

KÕt luËn nµo sau ®©y lµ ®óng ®èi víi ph¶n øng hãa häc (1) :

A. Tèc ®é ph¶n øng tõ tr¸i sang ph¶i t¨ng khi thªm HI vµo trong b×nh ph¶n øng.

B. Tèc ®é ph¶n øng tõ tr¸i sang ph¶i t¨ng khi t¨ng ¸p suÊt chung cña hÖ.

C. Tèc ®é ph¶n øng tõ tr¸i sang ph¶i kh«ng thay ®æi khi thªm hay bít HI vµo trong b×nh ph¶n øng.

D. C¶ A vµ B.

7.4 Cho ph¶n øng hãa häc sau : A(r) + B(r) C (r) + D (r)

(1)

KÕt luËn nµo sau ®©y lµ ®óng ®èi víi ph¶n øng hãa häc (1) ?

A. Tèc ®é ph¶n øng t¨ng khi thªm lîng A, B vµo trong b×nh ph¶n øng.

B. Tèc ®é ph¶n øng gi¶m khi t¨ng thªm lîng chÊt C, D vµo trong b×nh ph¶n øng.

C. Tèc ®é ph¶n øng t¨ng khi t¨ng ¸p suÊt chung cña hÖ.

D. C¶ A, B, C ®Òu ®óng.

7.5 Ph¶n øng tæng hîp amoniac 2N2(k) + 3H2(k)

2NH3(k)

cã øng dông quan träng trong c«ng nghiÖp ho¸ chÊt. Tõ amoniac, ngêi ta s¶n xuÊt ph©n ®¹m, axit nitric, thuèc næ…

Hái tèc ®é cña ph¶n øng tæng hîp amoniac sÏ t¨ng bao nhiªu lÇn nÕu t¨ng nång ®é hi®ro lªn 2 lÇn khi nhiÖt ®é cña ph¶n øng ®îc gi÷ nguyªn ?

A. 2 lÇn. B. 4 lÇn. C. 8 lÇn. D. 16 lÇn.

7.6 Gi¶i thÝch t¹i sao nhiÖt ®é cña ngän löa axetilen ch¸y trong oxi cao h¬n nhiÒu so víi ch¸y trong kh«ng khÝ.

7.7 Khi tiÕp thªm cñi vµo bÕp löa ®Ó cho löa m¹nh h¬n, ta nªn chän ph¬ng ¸n nµo sau ®©y ?

A. Bá mét thanh cñi to vµo bÕp.

B. ChÎ máng thanh cñi ra råi cho vµo bÕp.

H·y chän mét trong hai ph¬ng ¸n trªn vµ gi¶i thÝch cho sù lùa chän ®ã. Tõ ®ã, cã thÓ kÕt luËn tèc ®é ph¶n øng phô thuéc yÕu tè nµo ?

7.8 V× sao nguyªn liÖu cho nung v«i lµ ®¸ v«i vµ than ®¸ l¹i ph¶i

®Ëp ®Õn mét kÝch cì thÝch hîp, kh«ng ®Ó to qu¸ hoÆc nhá

qu¸.

P, xóc t¸c

7.9 a) V× sao ®Ó nung g¹ch, ngãi ngêi ta thêng xÕp g¹ch, ngãi méc xen lÉn víi çc b¸nh than?

b) Khãi tho¸t ra tõ lß nung g¹ch cã lµm « nhiÔm m«i trêng kh«ng ? V× sao ?

7.10 V× sao trong çc viªn than tæ ong, ngêi ta t¹o ra çc hµng lç rçng ? Gi¶i thÝch v× sao khi nhãm lß than ngêi ta ph¶i qu¹t giã vµo lß b»ng qu¹t tay hoÆc qu¹t m¸y, cßn khi ñ bÕp than, ngêi ta ®Ëy n¾p lß than.

7.11 Cho ph¶n øng: A(k) + B(k) C(k) . Tèc ®é ph¶n øng ®îc

tÝnh theo ph¬ng tr×nh : V = k.[A].[B]. Gi÷ nång ®é çc chÊt kh«ng ®æi trong çc thÝ nghiÖm sau:

- Thùc hiÖn ph¶n øng trªn ë 398oC th× ph¶n øng sÏ kÕt thóc

trong 1 phót 36 gi©y.

- Thùc hiÖn ph¶n øng trªn ë 448OC th× ph¶n øng sÏ kÕt thóc trong 0 phót 3 gi©y. a) NÕu t¨ng nhiÖt ®é cña ph¶n øng lªn

100C th× tèc ®é ph¶n øng t¨ng lªn bao nhiªu lÇn ? BiÕt r»ng

( gäi lµ hÖ sè nhiÖt cña ph¶n øng hay sè lÇn

tèc ®é ph¶n øng t¨ng khi t¨ng nhiÖt ®é thªm 10 ®é).

b) NÕu thùc hiÖn ph¶n øng trªn ë 378oC th× tèc ®é ph¶n øng

sÏ t¨ng bao nhiªu lÇn so víi ph¶n øng ë 398oC vµ sÏ kÕt thóc

trong thêi gian bao l©u ?

7.12 Ngêi ta tiÕn hµnh x¸c ®Þnh tèc ®é ph¶n øng ë T(K) cña ph¶n øng :

2NO + 2H2 N2 + 2H2O

Thu ®îc çc sè liÖu thÝ nghiÖm nh sau.

ThÝ nghiÖ

m

Nång ®é ®Çu cña NO (mol/lÝt)

Nång ®é ®Çu

cña H2

(mol/lÝt)

Tèc ®é ®Çu cña ph¶n

øng (mol.lit-1.s-1)

1 0,50 1,00 0,050

2 1,00 1,00 0,200

3 1,00 2,00 V

4 1,25 A 0,125

X¸c ®Þnh h»ng sè tèc ®é cña ph¶n øng (lit2.mol-2.s) vµ viÕt

biÓu thøc tÝnh tèc ®é ph¶n øng trªn theo thùc nghiÖm ë T(K).

Tèc ®é ph¶n øng trªn tÝnh theo biÓu thøc : V = k.[NO]a.

[H2]b

TÝnh çc gi¸ trÞ a vµ V.

7.13 Cho ph¶n øng ph©n huû khÝ A sau : A(k) 2B(k) +

C(k)

XuÊt ph¸t tõ khÝ A nguyªn chÊt, trong b×nh kÝn vµ gi÷ nhiÖt ®é kh«ng ®æi trong thÝ nghiÖm. Sau thêi gian 10 phót, ¸p suÊt trong b×nh lµ 176mmHg vµ sau thêi gian rÊt dµi (ph¶n øng hoµn toµn) th× ¸p suÊt trong b×nh lµ 270mmHg.

a) TÝnh ¸p suÊt ban ®Çu cña khÝ A.

b) TÝnh ¸p suÊt riªng phÇn cña A sau 10 phót.

7.14 KhÝ N2O4 kÐm bÒn, bÞ ph©n li theo ph¬ng tr×nh ho¸ häc

sau :

N2O4 2NO2 (1)

BiÕt r»ng, t¹i thêi ®iÓm c©n b»ng tæng nång ®é cña çc chÊt trong hÖ lµ 0,001M. Khi kh¶o s¸t ë çc nhiÖt ®é kh¸c nhau, kÕt qu¶ thùc nghiÖm nh sau :

NhiÖt ®é (0C) 35 45

Khèi lîng mol ph©n tö trung b×nh cña hçn hîp (g)

72,45 66,80

a) H·y x¸c ®Þnh ®é ph©n li cña N2O4 vµ tÝnh h»ng sè c©n

b»ng cña ph¶n øng (1) ë çc nhiÖt ®é trªn.

b) Ph¶n øng trªn lµ táa nhiÖt hay thu nhiÖt.

7.15 Cho 14,224g I2 vµ 0,112g H2 vµo b×nh cã dung tÝch 1,12 lit

ë 400oC. Tèc ®é ®Çu cña ph¶n øng lµ Vo = 9.10-5mol.lit-

1.phót-1, sau mét thêi gian (thêi ®iÓm t) nång ®é mol [HI] lµ

0,04mol.lit-1 vµ khi ph¶n øng H2 + I2 2HI ®¹t c©n b»ng th×

nång ®é [HI] = 0,06mol.lit-1. BiÕt tèc ®é ph¶n øng trªn ®îc

tÝnh theo biÓt thøc : VthuËn = kt. ; VnghÞch = kn.CHI2.

a) TÝnh h»ng sè tèc ®é cña ph¶n øng thuËn vµ ph¶n øng nghÞch. ViÕt ®¬n vÞ cña çc ®¹i lîng tÝnh ®îc.

b) Tèc ®é t¹o thµnh HI t¹i thêi ®iÓm t lµ bao nhiªu ?

7.16 XÐt ph¶n øng : 2A + B C + D.

Tèc ®é ph¶n øng ®îc tÝnh theo biÓu thøc : V = kt. ,

trong ®ã kt lµ h»ng sè tèc ®é ph¶n øng theo ®¬n vÞ (thø

nguyªn) mol-1.lit.s-1. KÕt qu¶ mét sè thÝ nghiÖm nh sau:

ThÝ nghiÖm

NhiÖt ®é

(oC)

Nång ®é ®Çu cña A (mol/lÝt)

Nång ®é ®Çu cña B (mol/lÝt)

Tèc ®é ®Çu cña

ph¶n øng (mol.lit-

1.s-1)

1 25 0,25 0,75 4,0.10-4

2 25 0,75 0,75 1,2.10-3

3 55 0,25 1,50 6,4.10-3

X¸c ®Þnh gi¸ trÞ x (bËc ph¶n øng theo A), y (bËc cña ph¶n

øng theo B) vµ h»ng sè tèc ®é k cña ph¶n øng ë 25oC. Tèc

®é ph¶n øng t¨ng bao nhiªu lÇn nÕu t¨ng nhiÖt ®é cña ph¶n

øng tõ 25oC lªn 55oC ?

7.17 LuyÖn gang tõ quÆng, ngêi ta sö dông ph¶n øng khö s¾t oxit b»ng cacbon monooxit (CO). T¹i sao trong thµnh phÇn cña khÝ lß cao cã CO ?

A. Do lß x©y cha ®ñ ®é cao.

10

B. Do thêi gian tiÕp xóc cña quÆng s¾t víi CO cha ®ñ.

C. Do nhiÖt ®é cña ph¶n øng ho¸ häc cha ®ñ.

D. Do ph¶n øng ho¸ häc lµ thuËn nghÞch.

7.18 Trong ph¶n øng oxi ho¸ SO2 thµnh SO3 dïng trong nhµ m¸y

s¶n xuÊt axit sunfuric, ngêi ta ®· sö dông nh÷ng biÖn ph¸p nµo sau ®©y ®Ó cã hiÖu qu¶ kinh tÕ cao nhÊt ?

A. Lµm l¹nh hçn hîp çc chÊt ph¶n øng ®Ó c©n b»ng chuyÓn dÞch sang chiÒu thuËn, v× ph¶n øng to¶ nhiÖt.

B. Dïng chÊt xóc t¸c V2O5 ®Ó t¨ng tèc ®é ph¶n øng.

C. Dïng d oxi ®Ó c©n b»ng chuyÓn sang chiÒu thuËn vµ chän nhiÖt ®é thÝch hîp.

D. C¶ B, C ®Òu ®óng.

7.19 HiÖn nay, khi gi¸ nhiªn liÖu tõ dÇu má t¨ng cao (~ 70 USD/thïng dÇu th«), th× viÖc sö dông çc nhiªn liÖu thay thÕ lµ rÊt cÇn thiÕt. Trong c«ng nghiÖp, ®Ó ®iÒu chÕ khÝ than -ít, mét nhiªn liÖu khÝ, ngêi ta thæi h¬i níc qua than ®¸ ®ang nãng ®á. Ph¶n øng ho¸ häc x¶y ra nh sau :

C (r) + H2O (k) CO(k) + H2 (k) H = 131kJ

§iÒu kh¼ng ®Þnh nµo sau ®©y lµ ®óng ?

A. T¨ng ¸p suÊt chung cña hÖ lµm c©n b»ng kh«ng thay ®æi.

B. T¨ng nhiÖt ®é cña hÖ lµm c©n b»ng chuyÓn sang chiÒu thuËn.

C. Dïng chÊt xóc t¸c lµm c©n b»ng chuyÓn sang chiÒu thuËn.

D. T¨ng nång ®é hi®ro lµm c©n b»ng chuyÓn sang chiÒu thuËn.

7.20 H·y gi¶i thÝch r»ng ngêi ta ®· lîi dông yÕu tè nµo ®Ó t¨ng tèc ®é ph¶n øng trong çc trêng hîp sau :

11

a) Dïng kh«ng khÝ nÐn, nãng thæi vµo lß cao ®Ó ®èt ch¸y than cèc (trong s¶n xuÊt gang).

b) Nung ®¸ v«i ë nhiÖt ®é cao (~ 900 - 950oC) ®Ó s¶n xuÊt

v«i sèng.

c) NghiÒn nguyªn liÖu tríc khi ®a vµo lß nung ®Ó s¶n xuÊt clanhke (trong s¶n xuÊt xi m¨ng).

7.21 Ph¶n øng ho¸ häc tæng hîp amoniac : N2 + 3H2 2NH3

víi H < 0

§Ó t¨ng hiÖu suÊt cña qu¸ tr×nh tæng hîp amoniac, ngêi ta

tiÕn hµnh ph¶n øng ë 400 – 5000C, díi ¸p suÊt cao (100 –

150atm) vµ dïng s¾t ho¹t ho¸ xóc t¸c. H·y gi¶i thÝch.

7.22 ViÕt ph¬ng tr×nh nhiÖt ho¸ häc cña ph¶n øng ph©n huû ®¸ v«i, biÕt r»ng ®Ó thu ®îc 11,2g v«i sèng ta ph¶i cung cÊp mét lîng nhiÖt lµ 28,92kJ.

7.23 Nªu nguyªn lÝ L¬ Sa-t¬-li-ª. Gi¶i thÝch c©u “C©n b»ng ho¸ häc lµ c©n b»ng ®éng”. Nªu nh÷ng ®iÓm cÇn lu ý khi xÐt çc yÕu tè ¶nh hëng ®Õn chuyÓn dÞch c©n b»ng.

7.24 Ph¶n øng ®iÒu chÕ hi®ro clorua : H2 + Cl2 2HCl +

184,2kJ.

a) §Ó lµm chuyÓn dÞch c©n b»ng theo híng t¹o ra nhiÒu hi®ro clorua h¬n, ta nªn t¸c ®éng vµo hÖ nh÷ng yÕu tè nµo ? Gi¶i thÝch.

b) §Ó ®èt ch¸y hoµn toµn clo, ngêi ta thêng dïng d 10% hi®ro

so víi lîng cÇn thiÕt. VËy ®Ó thu ®îc 90m3 khÝ hi®ro clorua,

ngêi ta cÇn dïng bao nhiªu m3 hi®ro vµ clo?

7.25 Ngêi ta tiÕn hµnh ph¶n øng hãa este sau ë nhiÖt ®é thÝch hîp :

CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O (1)

12

NÕu ban ®Çu lÊy 1mol CH3COOH vµ 1mol C2H5OH th× khi

®¹t ®Õn c©n b»ng thu ®îc mol este CH3COOC2H5.

a) Ngêi ta cã thÓ thu ®îc bao nhiªu mol este t¹i thêi ®iÓm

c©n b»ng nÕu ban ®Çu lÊy 1mol CH3COOH vµ 2mol

C2H5OH ?

b) CÇn lÊy bao nhiªu mol CH3COOH cho t¸c dông víi 1 mol

C2H5OH ®Ó hiÖu suÊt t¹o este ®¹t 75% ?

7.26 ë 500C, ®é ph©n li cña khÝ N2O4 thµnh khÝ NO2 b»ng

63% khi nång ®é ban ®Çu cña N2O lµ 10-2mol/lÝt. X¸c ®Þnh

h»ng sè c©n b»ng KC, tÝnh ¸p suÊt chung cña hÖ vµ ¸p suÊt riªng phÇn cña çc chÊt t¹i thêi ®iÓm c©n b»ng nÕu cho

0,92g N2O4 vµo mét b×nh kÝn thÓ tÝch 2,0 lÝt kh«ng chøa

kh«ng khÝ ë 50oC.

7.27 ë 1000K, ph¶n øng 2SO2 + O2 2SO3 cã h»ng sè c©n

b»ng KP = = 3,50. TÝnh ¸p suÊt riªng lóc

c©n b»ng cña SO2 vµ SO3 nÕu ¸p suÊt chung cña hÖ b»ng

1atm vµ ¸p suÊt c©n b»ng cña O2 b»ng 0,1atm.

7.28 C©n b»ng cña ph¶n øng NH4HS (r) NH3 (k) + H2S (k) ®îc

thiÕt lËp ë 2000C trong mét thÓ tÝch V. Ph¶n øng ®· cho lµ

thu nhiÖt. Cho biÕt ¸p suÊt riªng cña NH3 sÏ thay ®æi thÕ

nµo khi c©n b»ng ®îc t¸i lËp sau khi :

a) Thªm NH3 ; b) Thªm H2S ;

c) Thªm NH4HS ; d) T¨ng nhiÖt ®é ;

e) ¸p suÊt toµn phÇn t¨ng do thªm Ar vµo hÖ ;

f) ThÓ tÝch b×nh t¨ng tíi 2V.

13

7.29 Ph¶n øng C(r) + CO2 (k) 2CO (k) x¶y ra ë 1090K víi h»ng sè

c©n b»ng KP = =10.

a) T×m hµm lîng khÝ CO trong hçn hîp c©n b»ng, biÕt ¸p suÊt chung cña hÖ lµ 1,5atm.

b) §Ó cã hµm lîng CO b»ng 50% vÒ thÓ tÝch th× ¸p suÊt chung lµ bao nhiªu ?

7.30 Mét b×nh 5,0 lÝt chøa 1,0mol HI tån t¹i ë d¹ng khÝ ®îc ®un

nãng tíi 8000C. X¸c ®Þnh phÇn tr¨m ph©n li cña HI ë 8000C

theo ph¶n øng :

2HI (k) H2(k) + I2 (k).

BiÕt KC = 6,34. 10– 4

7.31 Ngêi ta tiÕn hµnh ph¶n øng PCl5 PCl3 + Cl2 víi 0,3mol

PCl5 ; ¸p suÊt ®Çu lµ 1atm. Khi c©n b»ng ®îc thiÕt lËp, ¸p

suÊt ®o ®îc b»ng 1,25atm (V,T = const).

a) TÝnh ®é ph©n li vµ ¸p suÊt riªng cña tõng cÊu tö.

b) ThiÕt lËp biÓu thøc liªn hÖ gi÷a ®é ph©n li vµ ¸p suÊt chung cña hÖ.

7.32 Ph¶n øng CO(K)+ Cl2 (K) COCl2 (K) ®îc thùc hiÖn trong b×nh

kÝn ë nhiÖt ®é kh«ng ®æi, nång ®é ban ®Çu cña CO vµ Cl2

b»ng nhau vµ b»ng 0,4mol/lÝt.

TÝnh h»ng sè c©n b»ng cña ph¶n øng, biÕt r»ng khi hÖ ®¹t tíi c©n b»ng th× chØ cßn 50% lîng CO ban ®Çu.

Sau khi c©n b»ng ®îc thiÕt lËp, ta thªm 0,1mol CO vµo 1 lÝt hçn hîp. TÝnh nång ®é çc chÊt lóc c©n b»ng míi thiÕt lËp.

7.33 TØ khèi h¬i cña s¾t(III) clorua khan so víi kh«ng khÝ ë

nhiÖt ®é 4570C lµ 10,50 vµ ë 5270C lµ 9,60 v× tån t¹i c©n

b»ng : 2FeCl3 (k) Fe2Cl6 (k).

14

a) TÝnh % sè mol Fe2Cl6 ë hai nhiÖt ®é trªn t¹i thêi ®iÓm

c©n b»ng.

b) Ph¶n øng trªn lµ thu nhiÖt hay to¶ nhiÖt ? T¹i sao ?

7.34 Khi ®un nãng NO2 trong mét b×nh kÝn cã dung tÝch kh«ng

®æi ®Õn toC, cã c©n b»ng : 2NO2 2NO + O2 (çc

chÊt ®Òu ë thÓ khÝ).

TÝnh h»ng sè c©n b»ng KC cña ph¶n øng, biÕt nång ®é ®Çu

cña NO2 lµ 0,3mol/lÝt, nång ®é O2 lóc c©n b»ng lµ

0,12mol/lÝt.

7.35 Trong mét b×nh kÝn cã dung tÝch kh«ng ®æi, ngêi ta thùc hiÖn ph¶n øng :

N2 + 3H2 2NH3

ë nhiÖt ®é thÝ nghiÖm, khi ph¶n øng ®¹t tíi c©n b»ng ta cã

pN2 = 0,38atm ; pH2 = 0,4atm ; pNH3 = 2atm. TÝnh KP. Hót bít

H2 ra khái b×nh mét lîng cho ®Õn khi ¸p suÊt riªng phÇn cña

N2 ë tr¹ng th¸i c©n b»ng míi lµ 0,45atm th× dõng l¹i. TÝnh ¸p

suÊt riªng phÇn cña H2 vµ NH3 ë tr¹ng th¸i c©n b»ng míi, biÕt

r»ng nhiÖt ®é cña ph¶n øng kh«ng ®æi.

7.36 N¹p a mol O2 vµ 2a mol SO2 ë 100oC, ¸p suÊt P =10atm (cã

xóc t¸c lµ V2O5) vµo b×nh. Nung nãng b×nh lªn mét thêi gian

sau ®ã lµm nguéi vÒ 100oC ®îc hçn hîp khÝ A, ¸p suÊt trong

b×nh lóc nµy lµ P’.

TÝnh P’ vµ dA/H2 theo hiÖu suÊt ph¶n øng. P’ vµ dA/H2 cã gi¸ trÞ

trong kho¶ng nµo ? NÕu hiÖu suÊt ph¶n øng nµy lµ 60% th×

cÇn thªm bao nhiªu mol O2 vµo hçn hîp ®Ó ®¹t hiÖu suÊt lµ

90% ?

15

7.37 ë 600K, ph¶n øng H2(k) + CO2(k) H2O(k) + CO(k) cã nång

®é c©n b»ng cña H2, CO2, H2O vµ CO lÇn lît b»ng 0,600 ;

0,459 ; 0,500 vµ 0,42mol/lÝt.

a) T×m KC, Kp cña ph¶n øng.

b) NÕu lîng ban ®Çu cña H2 vµ CO2 b»ng nhau vµ b»ng 1mol

®îc ®Æt vµo b×nh 5 lÝt th× nång ®é c©n b»ng çc chÊt lµ bao nhiªu ?

Ch¬ng 7

tèc ®é ph¶n øng vµ c©n b»ng ho¸ häc

7.1 §¸p ¸n B.

7.2 §¸p ¸n D.

7.3 §¸p ¸n D.

7.4 §¸p ¸n A.

7.5 §¸p ¸n C : t¨ng 8 lÇn.

7.6 Híng dÉn gi¶i : 2C2H2 + 5O2 4CO2 + 2H2O

H < 0

Axetilen ch¸y trong oxi t¹o ra nhiÖt ®é cao h¬n so víi ch¸y trong kh«ng khÝ v× khi nång ®é oxi t¨ng th× tèc ®é ph¶n øng t¨ng. MÆt kh¸c nhiÖt lîng to¶ ra tõ ph¶n øng ch¸y kh«ng ph¶i lµm nãng khÝ nit¬ (nit¬ chiÕm bèn phÇn n¨m thÓ tÝch kh«ng khÝ).

7.7 Híng dÉn gi¶i :

Chän B. ChÎ máng thanh cñi tríc khi ®a vµo bÕp.

Môc ®Ých cña viÖc chÎ máng cñi lµ t¨ng diÖn tÝch tiÕp xóc gi÷a oxi víi cñi, t¨ng tèc ®é cña ph¶n øng ch¸y. Qua ph¶n øng

16

P, xóc t¸c

trªn cã thÓ kÕt luËn : tèc ®é cña ph¶n øng gi÷a mét chÊt r¾n víi mét chÊt khÝ phô thuéc vµo diÖn tÝch bÒ mÆt cña chÊt r¾n.

7.8 C (r) + O2 (k) CO2 (k) H < 0

CaCO3 (r) CaO (r) + CO2 (k) H > 0

§¸ v«i vµ than kh«ng ®îc qu¸ to v× tèc ®é ph¶n øng sÏ chËm, v«i chÝn kh«ng ®Òu. Nhng kh«ng ®Ëp ®¸ v«i vµ than qu¸ nhá, v× c¶n trë sù tiÕp xóc cña oxi víi than vµ lµm chËm qu¸ tr×nh tho¸t khÝ cacbonic.


a) C (r) + O2 (k) CO2 (k) H < 0

G¹ch méc ®îc xÕp xen kÏ víi çc b¸nh than ®Ó nhiÖt ®é cña lß nung g¹ch æn ®Þnh, g¹ch chÝn ®Òu.

b) Khãi tho¸t ra tõ çc lß nung g¹ch gåm bôi, cacbonic, cacbon monoxit …, çc khÝ th¶i vµ bôi lµm « nhiÔm m«i trêng.


Do khi ®èt than cã ph¶n øng x¶y ra : C (r) + O2 (k) CO2 (k)

H < 0

Çc hµng lç rçng trong viªn than tæ ong nh»m môc ®Ých t¨ng diÖn tÝch tiÕp xóc gi÷a than ®¸ (chÊt r¾n) vµ oxi kh«ng khÝ (chÊt khÝ), gióp than ch¸y ®Òu vµ hÕt. Khi nhãm lß cÇn nång

®é oxi lín vµ lµm gi¶m nång ®é CO2 ®Ó t¨ng tèc ®é ph¶n

øng, than sÏ nhanh ch¸y. Cßn khi ñ bÕp ®Ó lµm chËm ph¶n øng ch¸y cña than ngêi ta h¹n chÕ cung cÊp oxi vµ t¨ng nång

®é CO2 ®Ó ph¶n øng ch¸y cña than chËm l¹i.


a) XÐt ph¶n øng : A(k) + B(k) C(k)

ë 398oC : Thêi gian ph¶n øng lµ 1 phót 36 gi©y = 96 gi©y

17

Vt = = kt[A][B] (I)

ë 448oC : Thêi gian ph¶n øng lµ 0 phót 03 gi©y = 3 gi©y

V2 = = k2[A][B] (II)

LÊy (II) chia cho (I) ta cã:

b) T¬ng tù nh phÇn ®· xÐt ë trªn, ta cã :

.

VËy tèc ®é ph¶n øng gi¶m 4 lÇn so víi ph¶n øng ë 398oC. Do

®ã thêi gian kÕt thóc ph¶n øng t¨ng 4 lÇn, hÕt 4 . 96 = 384 gi©y.


Ph¶n øng : 2NO + 2H2 N2 + 2H2O

Tèc ®é ph¶n øng : V = k.[NO]a.[H2]b

Víi thÝ nghiÖm 1 : V1 = k.[NO]a.[H2]b = k.0,50a.1,00b =

0,050mol.lit-1.s-1 (I)

Víi thÝ nghiÖm 2 : V2 = k.[NO]a.[H2]b = k.1,00a.1,00b =

0,200mol.lit-1.s-1

k = 0,200 lit2.mol-2.s

Thay k vµo (I) ta thu ®îc a = 2.

Dùa vµo ®¬n vÞ (thø nguyªn) cña V vµ k ta cã b = 1.

VËy tèc ®é ph¶n øng lµ : V = 0,2.[NO]2.[H2].


a) XÐt ph¶n øng : A(k) 2B(k) + C(k)

18

Ta thÊy sè mol khÝ s¶n phÈm theo hÖ sè tØ lîng gÊp 3 lÇn sè mol khÝ tham gia ph¶n øng. Trong ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é vµ thÓ tÝch cña b×nh ph¶n øng kh«ng ®æi nªn khi ph¶n øng hoµn toµn sè mol khÝ t¨ng 3 lÇn so víi ban ®Çu nªn ¸p suÊt còng t¨ng 3 lÇn. MÆt kh¸c ban ®Çu chØ cã khÝ A nªn ¸p suÊt cña khÝ A chÝnh lµ ¸p suÊt cña b×nh ph¶n øng ban ®Çu :

PA(ban ®Çu) =

b) Gäi sè mol cña A ban ®Çu cã trong b×nh ph¶n øng lµ x.

¸p dông cho c©n b»ng (1) :

A(k) 2B(k) + C(k)

(1)

Ban ®Çu : x mol

Lîng ph¶n øng : a 2a a mol

Lîng cßn l¹i : x - a 2a a mol

V× thÓ tÝch cña hçn hîp ph¶n øng vµ nhiÖt ®é kh«ng ®æi nªn tØ lÖ vÒ ¸p suÊt b»ng tØ lÖ vÒ sè mol nªn :

Sau 10 phót sè mol A cßn l¹i lµ :

.


a) Gi¶ sö ®é ph©n li cña N2O4 lµ vµ nång ®é cña N2O4 vµ

NO2 t¹i çc thêi ®iÓm ®ang xÐt lµ x vµ y mol/lÝt. ë 35oC :

x + y = 0,001 (I)

V× hçn hîp khÝ trong cïng ®iÒu kiÖn vµ cïng thÓ tÝch nªn tØ lÖ nång ®é còng lµ tØ lÖ sè mol, v× vËy:

19

19,55x – 26,45y = 0 (II)

x = 5,75.10-4mol/lÝt ; y = 4,25.10-4mol/lÝt.

§é ph©n li cña N2O4 : = = 0,2698 hay

26,98%.

H»ng sè c©n b»ng cña ph¶n øng ë 35oC : KC = =

3,141.10-4

ë 45oC : x + y = 0,001

(I)

V× hçn hîp khÝ trong cïng ®iÒu kiÖn vµ cïng thÓ tÝch nªn tØ lÖ nång ®é còng lµ tØ lÖ sè mol, v× vËy :

25,20x – 20,80y = 0 (II)

x = 4,522.10-4mol/lÝt ; y = 5,478.10-4mol/lÝt.

§é ph©n li cña N2O4 : = = 0,3772 hay

37,72%

H»ng sè c©n b»ng cña ph¶n øng ë 45oC : KC = =

6,636.10-4

b) Ph¶n øng thuËn trªn lµ ph¶n øng thu nhiÖt v× khi t¨ng nhiÖt ®é c©n b»ng ph¶n øng chuyÓn dÞch theo chiÒu thuËn.


a) TÝnh h»ng sè tèc ®é cña ph¶n øng thuËn vµ cña ph¶n øng nghÞch :

20

- = = 0,056(mol) [H2] = = 0,05mol/lÝt.

- = = 0,056(mol) [I2] = = 0,05mol/lÝt.

Ph¶n øng : I2 + H2 2HI

- T¹i thêi ®iÓm ban ®Çu : VthuËn = kt.

kt = =

MÆt kh¸c, t¹i thêi ®iÓm c©n b»ng: VthuËn = VnghÞch

b) Tèc ®é ph¶n øng t¹o thµnh HI ë thêi ®iÓm t :

V = Vt – Vn = kt.[I2][H2] – kn[HI]2 = 2,6.10-5 mol.lit-1.phót-1.


Ph¶n øng : 2A + B C + D

Gi¶ sö ph¶n øng cã bËc x theo A vµ y theo B, ta cã V =

k.CAx.CB

y cã thø nguyªn (®¬n vÞ) lµ :

mol-1.lit.phót-1.(mol.lit-1)x.(mol.lit-1)y=mol(x+y-1).lit1-(x+y).phót-1=

mol.lÝt-1.phót-1

x + y = 2.

Theo thÝ nghiÖm 1 : V = k.CAx.CB

y = 4.10-4 = k.(0,25)x.

(0,75)y (I)

Theo thÝ nghiÖm 2 : V = k.CAx.CB

y = 1,2.10-3 = k.(0,75)x.

(0,75)y (II)

(0,75/0,25)x = 3 x = 1 vµ y =1.

21

Tõ (I) k = 2,133.10-3mol-1.lÝt.phót-1.

Theo thÝ nghiÖm 3 ë 55oC : V = k’.CAx.CB

y = 6,4.10-3 = k’.

(0,25).(1,5)

k’ = 0,0171 = 8k.

VËy tèc ®é ph¶n øng t¨ng 8 lÇn khi t¨ng nhiÖt ®é tõ 25oC lªn

55oC.

7.17 §¸p ¸n D.

7.18 §¸p ¸n D.

7.19 Ph©n tÝch ®Æc ®iÓm cña ph¶n øng thÊy r»ng : ph¶n øng to¶ nhiÖt, ph¶n øng kh«ng cã sù thay ®æi vÒ thÓ tÝch, ¸p suÊt kh«ng cã ¶nh hëng tíi sù dÞch chuyÓn c©n b»ng.

C (r) + H2O (k) CO(k) + H2(k) H = 131kJ

Chän ®¸p ¸n A.

Ph¬ng ¸n B sai, v× khi nhiÖt ®é t¨ng, c©n b»ng sÏ chuyÓn sang chiÒu nghÞch.

Ph¬ng ¸n C sai, v× chÊt xóc t¸c kh«ng lµm thay ®æi c©n b»ng ho¸ häc.

Ph¬ng ¸n D sai, v× t¨ng nång ®é hi®ro c©n b»ng chuyÓn sang chiÒu nghÞch.


a) T¨ng nång ®é khÝ oxi vµ t¨ng nhiÖt ®é ®Ó t¨ng tèc ®é ph¶n øng thuËn.

b) T¨ng nhiÖt ®é lµm t¨ng tèc ®é ph¶n øng ho¸ häc.

c. T¨ng diÖn tÝch tiÕp xóc gi÷a nguyªn liÖu vµ kh«ng khÝ ; t¨ng nhiÖt ®é ®Ó t¨ng tèc ®é ph¶n øng.


Ph¶n øng ho¸ häc tæng hîp amoniac : N2 + 3H2 2NH3

víi H < 0

22

§Æc ®iÓm cña ph¶n øng tæng hîp NH3 lµ : ph¶n øng cã sù

gi¶m thÓ tÝch, to¶ nhiÖt, cÇn xóc t¸c. Khi t¨ng ¸p suÊt, c©n b»ng chuyÓn sang chiÒu thuËn. Do ph¶n øng to¶ nhiÖt cho nªn c©n b»ng sÏ chuyÓn sang chiÒu thuËn khi gi¶m nhiÖt ®é, tuy nhiªn khi ®ã tèc ®é ph¶n øng l¹i thÊp. Do ®ã, ngêi ta

dung hoµ hai xu híng trªn ë nhiÖt ®é 400 - 500oC. ChÊt xóc

t¸c nh»m môc ®Ých t¨ng tèc ®é cña ph¶n øng.


Ph¬ng tr×nh nhiÖt ho¸ häc cña ph¶n øng ph©n huû ®¸ v«i :

CaCO3(r) CaO(r) + CO2(k) ; H = +144,6kJ.


“C©n b»ng ho¸ häc lµ c©n b»ng ®éng” : khi ®¹t c©n b»ng th× ph¶n øng thuËn vµ ph¶n øng nghÞch vÉn x¶y ra víi tèc ®é b»ng nhau.


Ph¶n øng ®iÒu chÕ hi®ro clorua : H2 + Cl2 2HCl

H < 0

a) Ph¶n øng to¶ nhiÖt nªn c©n b»ng sÏ chuyÓn vÒ chiÒu thuËn khi gi¶m nhiÖt ®é, tuy nhiªn khi ®ã tèc ®é ph¶n øng chËm, v× vËy ngêi ta sÏ chän mét nhiÖt ®é thÝch hîp. §Ó tiÕt kiÖm n¨ng lîng, cã thÓ dïng khÝ ®i ra ®Ó sÊy nãng hçn hîp khÝ hi®ro vµ clo tríc khi ®èt ch¸y. Dïng d chÊt khÝ cã gi¸ thµnh rÎ h¬n vµ kh«ng ®éc h¹i lµ hi®ro ®Ó t¨ng tèc ®é ph¶n øng vµ chuyÓn dÞch c©n b»ng ho¸ häc theo chiÒu thuËn. Do thÓ tÝch hçn hîp sau ph¶n øng kh«ng ®æi (tæng sè mol khÝ ph¶n øng vµ s¶n phÈm b»ng nhau) nªn yÕu tè ¸p suÊt kh«ng ¶nh hëng tíi c©n b»ng, chØ lµm t¨ng tèc ®é ph¶n øng. Nhng víi ph¶n øng nµy tèc ®é ®ñ lín nªn yÕu tè ¸p suÊt kh«ng ®îc chän.

b) H2 + Cl2 2HCl H < 0

23

1 m3 1 m3 2 m3

45 m3 45 m3 90 m3

ThÓ tÝch clo lµ 45m3 vµ thÓ tÝch hi®ro lµ : =

50 m3.


a) CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O (1)

H»ng sè c©n b»ng cña ph¶n øng t¹i nhiÖt ®é ph¶n øng :

Theo thÝ nghiÖm, a = 1 mol, b = 1 mol vµ lîng este thu ®îc :

x = mol :

KC = = 4 (I)

Trong thÝ nghiÖm dïng a = 1 mol, b = 2 mol : x = 0,845 mol

CH3COOC2H5

b) XÐt trêng hîp a > b HiÖu suÊt ph¶n øng tÝnh theo

C2H5OH :

H = = 0,75

x = 0,75 mol. Thay x vµ b vµo ph¬ng tr×nh (I) thu ®îc : a = 1,3125 mol.

Trêng hîp a < b HiÖu suÊt ph¶n øng tÝnh theo CH3COOH :

H = = 0,75

x = 0,75a mol.

24

Thay x vµ b vµo ph¬ng tr×nh (I) thu ®îc : a = 4 mol > b lo¹i.


N2O4 (k) 2NO2 (k)

[ ] x(1 - ) 2x

KC =

Khi cho 0,92 g N2O4 vµo b×nh 2,0 lÝt th× nång ®é ®Çu x =

5,0.10-3mol/lÝt

KC = = 0,743

Nång ®é NO2 = 2.0,005.0,743 = 7,43.10-3mol/lÝt n(NO2) =

1,486.10-2mol. Nång ®é N2O4 = 0,005 . 0,257 = 1,285.10-

3mol/lÝt n(NO2) = 2,57.10-3mol.

Tæng sè mol khÝ : n = 1,743.10-2mol.

¸p suÊt chung cña hÖ : P = 0,231 atm

¸p suÊt riªng phÇn cña NO2 = 0,197 atm vµ cña N2O4 =

0,034 atm.


2SO2(k) + O2 (k) 2SO3 (k) KP

Gäi lµ ¸p suÊt riªng cña SO2 th× ¸p suÊt riªng cña SO3 :

= 1 – 0,1 – = 0,9 –

Kp = = 3,50 = 0,487 atm vµ =

0,413 atm

25

7.28 §¸p ¸n : a. T¨ng ; b. Gi¶m ; c. Kh«ng ®æi ; d. T¨ng ; e. Gi¶m; f. Kh«ng ®æi.


a) C(r) + CO2 2CO KP

Ta cã : vµ KP = =10

1,325 atm ; =0,175 atm.

Trong hÖ cïng ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é vµ thÓ tÝch, tØ lÖ vÒ ¸p suÊt b»ng tØ lÖ vÒ sè mol hay tØ lÖ vÒ thÓ tÝch riªng. VËy hçn hîp lóc c©n b»ng cã thµnh phÇn :

%nCO = = 88,3% vµ sè mol CO2 chiÕm 11,7%.

b) Khi hµm lîng CO b»ng 50% vÒ thÓ tÝch, ta cã

.

Suy ra Kp = . P = 10 P = 20 atm.


2HI (k) H2(k) + I2 (k)

x

[ ] x(1 - 2) x x

KC = 6,34.10-4

Nång ®é ®Çu cña HI lµ x = mol/lÝt.

§é ph©n li cña HI ë 800oC lµ 2 = 0,048 hay 4,8%.


a) PCl5 PCl3 + Cl2 (1)

x

26

[ ] x(1 - ) x x

- Tæng sè mol hçn hîp khÝ t¹i thêi ®iÓm c©n b»ng : n = x(1 + )

- Trong cïng ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é vµ thÓ tÝch hçn hîp ph¶n øng kh«ng ®æi nªn tØ lÖ sè mol b»ng tØ lÖ ¸p suÊt. VËy ta cã

: = 0,25.

¸p suÊt riªng phÇn cña PCl5 : = 0,75 atm ; ¸p

suÊt riªng phÇn cña PCl3 = ¸p suÊt riªng phÇn cña Cl2 =

= 0,25 atm.

b) Theo c©n b»ng (1) trong hÖ cã thÓ tÝch vµ nhiÖt ®é kh«ng ®æi th× :

PS = PT.(1+)


a) CO(k) + Cl2 (k) COCl2 (k)

Co 0,4 0,4 mol/lÝt

[i] 0,2 0,2 0,2 mol/lÝt

K = 0,2/(0,2.0,2) = 5

b) Khi thªm vµo hÖ ®· c©n b»ng 0,1 mol CO vµo 1 lÝt hçn hîp (coi thÓ tÝch hçn hîp kh«ng ®æi)

CO(k) + Cl2 (k) COCl2 (k)

Co 0,3 0,2 0,2 mol/lÝt

[i] (0,3-x) (0,2-x) (0,2+x) mol/lÝt

K = = 5 5x2-3,5x+0,1 x =

0,03.

27

[CO] = 0,27mol/lÝt ; [Cl2] = 0,17 mol/lÝt ; [COCl2] = 0,23

mol/lÝt


a) ë 4570C: Gäi a lµ % sè mol cña Fe2Cl6 trong hçn hîp ë nhiÖt

®é trªn, ta cã

ë 5270C: Gäi b lµ % sè mol cña Fe2Cl6 trong hçn hîp ë nhiÖt

®é trªn, ta cã

b) V× % sè mol Fe2Cl6 ë nhiÕt ®é 4570C lµ 87,38% cao h¬n ë

5270C lµ 71,32% do ®ã ph¶n øng thuËn ë trªn lµ ph¶n øng

to¶ nhiÖt v× khi t¨ng nhiÖt ®é ph¶n øng x¶y ra theo chiÒu

gi¶m sè mol cña Fe2Cl6 lµ chiÒu cña ph¶n øng thu nhiÖt.


Khi nung nãng x¶y ra ph¶n øng ph©n huû NO2:

2NO2 2NO + O2 (1)

V× trong b×nh kÝn, dung tÝch kh«ng ®æi nªn sù thay ®æi vÒ sè mol t¬ng ®¬ng sù thay ®æi nång ®é.

Nång ®é NO2 ban ®Çu lµ 0,3 mol/lÝt, nång ®é NO2 ph¶n øng

b»ng nång ®é cña NO sinh ra vµ b»ng 2 lÇn nång ®é O2 sinh

ra. VËy nång ®é çc chÊt ë thêi ®iÓm c©n b»ng lµ :

[NO2] = 0,3 - 0,12.2 = 0,06 mol/lÝt ; [NO] = 0,12 . 2 = 0,24

mol/lÝt ;

28

[O2] = 0,12 mol/lÝt.

¸p dông ®Þnh luËt t¸c dông khèi lîng cho c©n b»ng (1) :

.


Theo ph¬ng tr×nh : N2 + 3H2 2NH3


Khi hót bít H2 theo nguyªn lÝ chuyÓn dÞch c©n b»ng th× c©n

b»ng (1) sÏ chuyÓn dÞch theo chiÒu nghÞch (chèng l¹i sù gi¶m

nång ®é hay ¸p suÊt riªng phÇn cña H2). Do ¸p suÊt cña N2

t¨ng tØ lÖ víi sè mol nªn ¸p suÊt riªng phÇn cña N2 t¨ng lµ :

0,45 - 0,38 = 0,07atm, do ®ã ¸p suÊt riªng cña NH3 gi¶m ®i

b»ng 2 lÇn ¸p suÊt cña N2 t¨ng : 0,07.2 = 0,14atm.

VËy ¸p suÊt riªng phÇn cña NH3 t¹i thêi ®iÓm c©n b»ng míi lµ

:

2 - 0,14 = 1,86 atm.



a) Gäi hiÖu suÊt cña ph¶n øng lµ h. ¸p dông cho c©n b»ng (1) :

O2 + 2SO2

2SO3 (1)

Ban ®Çu : a 2a mol

29

Lîng ph¶n øng : h.a 2h.amol

T¹i c©n b»ng : a.(1-h) 2a.(1- h) 2h.a mol

V× thÓ tÝch cña hçn hîp ph¶n øng vµ nhiÖt ®é kh«ng ®æi nªn tØ lÖ vÒ ¸p suÊt b»ng tØ lÖ vÒ sè mol.

TØ khèi h¬i cña hçn hîp s¶n phÈm so víi H2 :

b) Gi¶ sö thÓ tÝch hçn hîp lµ V lÝt. Khi hiÖu suÊt lµ 60% th× ¸p dông ®Þnh luËt t¸c dông khèi lîng cho c©n b»ng (1) :

Gäi sè mol O2 cÇn thªm lµ x, ta cã

O2 + 2SO2 2SO3 (1)

Ban ®Çu : a + x 2a mol

Lîng ph¶n øng : h.a 2h.amol

T¹i c©n b»ng : a.(1-h) + x 2a.(1- h) 2h.amol

30

7.37 §¸p sè : KC = Kp = 0,772 ; [H2] = [CO2] = 0,106 M

vµ [H2O] = [CO] = 0,094 M.

31

Documents

tai lieu hoa hay chuong 7