Các bài toán về hệ số cân bằng

Ảnh hưởng của xúc tác: Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng, bản thân không bị biến đổi sau phản ứng 2. Cân bằng hóa học a. Khái niệm cân bằng hóa học, hằng số cân bằng hóa học

• Cân bằng hóa học là trạng thái của phản ứng thuận nghịch khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch. Cân bằng hóa học là một cân bằng động
• Xét phản ứng: aA + bB  cC + dD (**)

Mỗi cân bằng hóa học được đặc trưng bởi một hằng số cân bằng KC (hằng số cân bằng hóa học) được xác định

bởi biểu thức:

c d a b

[C] .[D]

[A] .[B]

KC 

Chú ý:  Hằng số cân bằng KC không phụ thuộc vào nồng độ ban đầu của các chất phản ứng  Với mỗi phản ứng nhất định thì KC chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ  Trong cân bằng có chất rắn thì nồng độ chất rắn không được đưa vào biểu thức của KC b. Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học

• Ảnh hưởng của nồng độ: Khi tăng hoặc giảm nồng độ của một chất trong cân bằng thì cân bằng chuyển dịch về phía làm giảm hoặc tăng nồng độ của chất đó.  Chú ý: Trong hệ cân bằng có chất rắn (ở dạng nguyên chất) thì việc tăng hay giảm khối lượng chất rắn không làm chuyển dịch cân bằng.
• Ảnh hưởng của áp suất (cân bằng có chất khí): Khi tăng áp suất chung của hệ cân bằng thì cân bằng chuyển dịch về phía tạo ra số mol khí ít hơn và ngược lại.  Chú ý: Trong cân bằng mà tổng số mol khí ở 2 vế bằng nhau thì áp suất không ảnh hưởng đến cân bằng
• Ảnh hưởng của nhiệt độ: Khi tăng nhiệt độ thì cân bằng chuyển dịch về phía phản ứng thu nhiệt (∆H>0) và ngược lại khi giảm nhiệt độ thì cân bằng chuyển dịch về phía phản ứng tỏa nhiệt (∆H<0)

II. Bài tập luyện tập

Bài 1: Cho phản ứng 3 O 2  2 O 3

Ban đầu nồng độ oxi là 0,024 mol/lít. Sau 5s thì nồng độ của oxi là 0,02 mol/lít. Tốc độ phản ứng trên tính theo oxi là? Bài 2: Cho phản ứng: Br 2 + HCOOH→ 2HBr + CO 2.

Nồng độ ban đầu của Br 2 là a mol/lít, sau 50 giây nồng độ Br 2 còn lại là 0,01 mol/lít. Tốc độ trung bình của phản ứng trên tính theo Br 2 là 4-5 mol/(l). Giá trị của a là A. 0,018. B. 0,016. C. 0,014. D. 0,012. (Trích câu 46, đề TS CĐ khối B năm 2010, mã đề 179)

Bài 3: Cho chất xúc tác MnO 2 vào 100 ml dung dịch H 2 O 2 , sau 60 giây thu được 33,6 ml khí O 2 (ở đktc). Tốc độ trung bình của phản ứng (tính theo H 2 O 2 ) trong 60 giây trên là: A. 5,0-4 mol/lít B. 5,0-5 mol/lít C. 1,0-3 mol/lít D. 2,5-4 mol/lít (Trích câu 8, đề TS ĐH khối B năm 2009, mã đề 148) Bài 4: Cho 6 gam kẽm hạt vào một cốc đựng dung dịch H 2 SO 4 4M (dư) ở nhiệt độ thường Nếu giữ nguyên các điều kiện khác, chỉ biến đổi một trong các điều kiện sau thì tốc độ phản ứng sẽ biến đổi như thế nào? a. Thay 6 gam kẽm hạt bằng 6 gam kẽm bột b. Thay dd H 2 SO 4 4M bằng dd H 2 SO 4 2M c. Thực hiện phản ứng ở nhiệt độ 50oC d. Dùng thể tích dd H 2 SO 4 4M tăng gấp đôi ban đầu Bài 5: Cho phản ứng sau: CO (k) + Cl 2 (k) → COCl 2 (k) Nồng độ CO và Cl 2 ban đầu lần lượt là 0,4M và 0,3M. Hỏi tốc độ phản ứng sẽ thay đổi thế nào nếu tăng nồng độ CO và Cl 2 lên 2 lần. Bài 6: Xét phản ứng: 2CO (k) → CO 2 (k) + C (r) Để tốc độ phản ứng tăng lên 16 lần thì nồng độ khí CO phải tăng lên bao nhiêu lần? Bài 7: Khi tăng nhiệt độ của phản ứng từ 140oC lên 180oC thì tốc độ phản ứng tăng bao nhiêu lần? cho biết hệ số nhiệt phản ứng trong khoảng nhiệt độ trên bằng 2. Bài 8: Tốc độ phản ứng: H 2 + Cl 2 → 2HCl sẽ tăng lên bao nhiêu lần nếu tăng nhiệt độ từ 20oC lên 70oC. Biết rằng khi tăng nhiệt độ thêm 20oC thì tốc độ phản ứng tăng 9 lần? Bài 9: Xét các hệ cân bằng sau trong một bình kín

1. C (r) + H 2 O (k)  CO (k) + H 2 (k) ; ∆H = 131 kJ

2. CO (k) + H 2 O (k)  CO 2 (k) + H 2 (k) ; ∆H = -41 kJ

Các cân bằng trên sẽ chuyển dịch như thế nào nếu thay đổi một trong các điều kiện sau: a. Tăng nhiệt độ b. Thêm lượng hơi nước vào cêm khí H 2 vào d. Tăng áp suất chúng của hệ bằng cách nén cho thể tích giảm xuống e. Dùng chất xúc tác

Câu 10: Cho phản ứng nung vôi xảy ra trong bình kín: CaCO3(r) to CaO(r) + CO2(k) ∆H=178 kJ Cân bằng sẽ thay đổi như thế nào nếu thay đổi các điều kiện sau: a. Thêm vào cân bằng khí CO 2 b. Lấy khỏi hệ một lượng CaCO 3 c. Tăng thể tích bình phản ứng 2 lần d. Giảm nhiệt độ phản ứng.

Bài 11: Cho biết phản ứng sau: H 2 (k) + I 2 (k)  2HI (k)

Nồng độ các chất lúc cân bằng ở nhiệt độ 430oC là: [H 2 ]=[I 2 ]=0,107 M; [HI]=0,786 M Tính hằng số cân bằng KC tại 430oC?

Bài 12: Cho biết phản ứng sau: CO (k) + H 2 O (k)  CO 2 (k) + H 2 (k)

Ở 700oC hằng số cân bằng KC của phản ứng là 1,873. Tính nồng độ H 2 O và CO ở trạng thái cân bằng, biết rằng hỗn hợp ban đầu có 0,300 mol H 2 O và 0,300 CO trong bình kín dung tích 10 lít ở 700oC.

Bài 13: Iot bị phân hủy bởi nhiệt theo phản ứng sau: I 2 (k)  2I (k)

Ở 727oC hằng số cân bằng của phản ứng KC = 3,80-5. Cho 0,0456 mol I 2 vào một bình kín dung dích 2,30 lít ở 727 oC. Tính nồng độ của I 2 và I ở trạng thái cân bằng?

Bài 14: Khi đung nóng HI trong một bình kín, xảy ra phản ứng sau: 2HI (k)  H 2 (k) + I 2 (k)

1. Ở một nhiệt độ T, hằng số KC của phản ứng trên là

1

64

. Hãy tính % lượng HI phân hủy ở nhiệt độ T?

Bài 24: Xét cân bằng: N 2 O 4 (k) ⇄ 2NO 2 (k) ở 25oC. Khi chuyển dịch sang một trạng thái cân bằng mới nếu nồng độ của N 2 O 4 tăng lên 9 lần thì nồng độ của NO 2 A. tăng 9 lần. B. giảm 3 lần. C. tăng 4,5 lần. D. tăng 3 lần. (Trích câu 57, đề TS ĐH khối A năm 2011, mã đề 815) Bài 25: Cho cân bằng (trong bình kín) sau:

CO (k) + H 2 O (k)  CO 2 (k) + H 2 (k) ΔH < 0

Trong các yếu tố: (1) tăng nhiệt độ; (2) thêm một lượng hơi nước; (3) thêm một lượng H 2 ; (4) tăng áp suất chung của hệ; (5) dùng chất xúc tác. Dãy gồm các yếu tố đều làm thay đổi cân bằng của hệ là: A. (2), (3), (4). B. (1), (2), (3). C. (1), (2), (4). D. (1), (4), (5). (Trích câu 44, đề TS CĐ khối B năm 2009, mã đề 815) Bài 26: Cho cân bằng hoá học sau: 2SO 2 (k) + O 2 (k) ⇄ 2SO 3 (k); ΔH < 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 V 2 O 5 , (5) giảm nồng độ SO 3 , (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). (Trích câu 27, đề TS ĐH khối B năm 2011, mã đề 153) Bài 27: Trộn 2 mol khí NO và một lượng chưa xác định khí O 2 vào trong một bình kín có dung tích 1 lít ở 40oC.

Biết: 2 NO(k) + O2 (k)  2 NO2 (k)

Khi phản ứng đạt đến trạng thái cân bằng, ta được hỗn hợp khí có 0,00156 mol O 2 và 0,5 mol NO 2. Hằng số cân bằng K lúc này có giá trị là: A. 4,42 B. 40,1 C. 71,2 D. 214 Bài 28: Xét phản ứng phân hủy N 2 O 5 trong dung môi CCl 4 ở 45oC.

N 2 O 5  N 2 O 4 +

1

2

O 2

Ban đầu nồng độ của N 2 O 5 là 2,33 mol/lít, sau 184s nồng độ của N 2 O 5 là 2,08 mol/lít. Tốc độ trung bình của phản ứng tính theo N 2 O 5 là? A. 6,80-4 mol/(l) B. 2,72-3 mol/(l) C. 1,36-3 mol/(l) D. 6,80-3 mol/(l) (Trích câu 12, đề TS ĐH khối A năm 2012, mã đề 913)

Bài 29: Cho phản ứng: N 2 (k) + 3H 2 (k) 2NH 3 (k); ΔH = -92 kJ. Hai biện pháp làm cân bằng chuyển dịch

theo chiều thuận là: A. Giảm nhiệt độ và tăng áp suất B. Tăng nhiệt độ và tăng áp suất C. Tăng nhiệt độ và giảm áp suất D. Giảm nhiệt độ và giảm áp suất (Trích câu 06, đề TS ĐH khối B năm 2012, mã đề 815)

Bài 30: Cho phản ứng: N 2 (k) + 3H 2 (k) 2NH 3 (k). Nếu ở trạng thái cân bằng nồng độ NH 3 là 0,30 mol/l, N 2

là 0,05 mol/l và của H 2 là 0,10 mo/l thì hằng số cân bằng của phản ứng là bao nhiêu? A. 18 B. 60 C. 3600 D. 1800 --Hết--