Hướng dẫn giải bài tập
Hướng dẫn giải một số dạng bài tập
Dạng 1: Các yếu tố ảnh hưởng đến chuyển dịch cân bằng
Tốc độ phản ứng tăng khi:
- Tăng nồng độ các chất phản ứng( Trừ một số TH ngoại lệ).
- Tăng áp suất các chất phản ứng( nếu là chất chất khí).
- Tăng nhiệt độ cho các chất phản ứng( trừ một số TH ngoại lệ).
- Tăng diện tích tiếp xúc các chất phản ứng.
- Có mặt chất xúc tác.
VD1: Cho cân bằng hóa học sau:
2SO2 (k) +O2 (k) → 2SO3 (k); ∆H < 0
Cho các biện pháp:
(1) tăng nhiệt độ,
(2) tăng áp suất chung của hệ phản ứng,
(3) hạ nhiệt độ, (4) dùng thêm chất xúc tác V2O5,
(5) giảm nồng độ SO3,
(6) giảm áp suất chung của hệ phản ứng,
Những biện pháp nào làm cân bằng trên chuyển dịch theo chiều thuận?
A.(1), (2), (4), (5) B.(2), (3), (5) C.(2), (3), (4), (6) D. (1), (2), (4).
Hướng dẫn:
Dựa vào phản ứng: 2SO2 (k) +O2 (k) → 2 SO3 (k); ∆H < 0
- Đây là một phản ứng tỏa nhiệt (∆H < 0).
- Có sự chênh lệch số mol trước và sau phản ứng.
Vì vậy, các yếu tố làm cân bằng dịch chuyển theo chiều thuận là:
+ Hạ nhiệt độ (2).
+ Tăng áp suất (3).
+ Giảm nồng độ SO3 (5).
Chọn đáp án B.
VD2: Cho cân bằng hóa học:
H2 (k) + I2 (k) → 2HI (k); ΔH > 0.
Cân bằng không bị chuyển dịch khi:
A. Tăng nhiệt độ của hệ B. Giảm nồng độ HI
C. Tăng nồng độ H2 D. Giảm áp suất chung của hệ.
Hướng dẫn:
Từ phản ứng: H2 (k) + I2 (k) → 2HI (k); ΔH > 0.
- Đây là phản ứng thu nhiệt (ΔH > 0)
- ∑số mol trước khi phản ứng = ∑số mol sau khi phản ứng, do đó áp suất chung của hệ không làm thay đổi sự của dịch chuyển cân bằng.
Chọn đáp án D.
Dạng 2: Tính hằng số cần bằng Kcb và tốc độ phản ứng.
- Biểu thức tính hằng số cân bằng của phản ứng thuận nghịch: nA + mB ↔ pC + qD là:
Kcb =[C]p.[D]q/[A]a.[B]b
- Với phản ứng: xA + yB → sản phẩm thì:
v = k.[A]x.[B]y
VD1: Cho phản ứng:
2NO + O2 → NO2.
Nhiệt độ không đổi, nếu áp suất của hệ tăng lên 3 lần thì tốc độ phản ứng tăng?
A. 3 lần B. 9 lần C. 27 lần D. 91 lần.
Hướng dẫn:
- Áp dụng công thức: V = K[NO]2[O2].
- Do nhiệt độ không đổi, vì vậy áp suất tăng 3 lần, có nghĩa thể tích của hệ giảm 3 lần. Suy ra nồng độ mỗi chất tăng lên 3 lần k tăng lên = [NO]2[O2] = 32. 3 = 27 lần
VD2: Xét cân bằng:
N2O4(k) ↔ 2NO2(k) ở 25oC.
Khi chuyển dich sang một trạng thái cân bằng mới nếu nồng độ của N2O4 tăng lên 9 lần thì nồng độ của NO2.
A. Tăng 9 lần B. Tăng 3 lần C. Tăng 4,5 lần D. Giảm 3 lần.
Hướng dẫn giải
- Xét phản ứng: N2O4(k) ↔ 2NO2(k) ở 250C
[N2O4] tăng lên 9 lần [NO2] tăng lên là:
Áp dụng công thức: K = khi tăng [N2O4] lên 9 lần thì [NO2] cần tăng thêm là 3 lần để đạt đến trạng thái cân bằng.
Chọn đáp án B.
Dạng 3: Hiệu suất tổng hợp NH3
- Cho hỗn hợp X gồm H2 và N2 có M trung bình là a. Tiến hành pư tổng hợp NH3 được hỗn hợp Y có M trung bình là b. Tính hiệu suất PƯ tổng hợp NH3?
Gọi x là mol H2, y là mol N2.Ta có các trường hợp sau:
- Nếu x>3y(H2 dư):H=1/2 * (1-a/b)*(1+x/y)
- Nếu x <3y(N2 dư) H= 3/2 *(1-a/b)* (1+x/y)
- Nếu x=3y thì dùng H=2*(1-a/b) hoặc dùng một trong hai công thức trên đều đúng.
VD1: Hỗn hợp khí X gồm N2 và H2 có tỉ khối so với He bằng 1,8. Đun nóng X một thời gian trong bình kín (có bột Fe làm xúc tác), thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với He bằng 2. Hiệu suất của phản ứng tổng hợp NH3 là
A. 50% B. 36% C. 40% D. 25%
Hướng dẫn
Chọn số mol của hỗn hợp là 1.
- Gọi số mol của N2 là x, thì của H2 là 1 – x, số mol N2 phản ứng là a
N2 + 3H2 ↔ 2NH3
Ban đầu: a 1 – a
Phản ứng: x 3x 2x
Sau phản ứng: a-x 1-a-3x 2x
Hỗn hợp X: 28a + 2(1 – a) = 1,8.4
=> a = 0,2
Hỗn hợp Y có số mol là: a – x + 1 – a – 3x + 2x = 1 – 2x
mY = (1 – 2x)2.4
Ta có mX = mY
=> (1 – 2x)2.4 = 1,8.4
=> x = 0,05
Hiệu suất phản ứng: 50%
VD1: Một bình phản ứng có dung tích không đổi, chứa hỗn hợp khí N2 và H2 với nồng độ tương ứng là 0,3 M và 0,7 M. Sau khi phản ứng tổng hợp NH3 đạt trạng thái cân bằng ở t0C, H2 chiếm 50% thể tích hỗn hợp thu được. Hằng số cân bằng KC ở t0C của phản ứng có giá trị là:
A. 2,500 B. 0,609 C. 0,500 D. 3,125
Hướng dẫn
Gọi lượng N2 phản ứng là x
N2 + 3H2 ↔ 2NH3
Bđ: 0,3 0,7 0
Pư: x 3x 2x
Cb: (0,3 – x) (0,7 – 3x) 2x
0,7 – 3x = 0,5(0,7 – 3x + 0,3 – x + 2x)
x = 0,1
=>KC = 3,125
