Giải SGK Hóa 11 Cánh diều Bài 1: Mở đầu về cân bằng hoá học có đáp an

- Tính nồng độ H⁺ của dung dịch acid HA:

Ta có:          HA    ⇌       H⁺ + A^-

Ban đầu:      0,5               0        0        M

Phản ứng:    x                  x        x        M

Cân bằng: (0,5 – x)          x        x        M

K_C(HA) = 0,2 ⇒ $\frac{x^2}{(0,5-x)}=0,2$

Þ x² + 0,2x - 0,1 = 0

Þ x = 0,231 (thoả mãn).

- Tính nồng độ H⁺ của dung dịch acid HB:

Ta có:          HB     ⇌       H⁺ + B^-

Ban đầu:      0,5               0        0        M

Phản ứng:    y                  y        y        M

Cân bằng: (0,5 – y)          y        y        M

K_C(HB) = 0,1 ⇒ $\frac{y^2}{(0,5-y)}=0,1$

Þ y² + 0,1y – 0,05 = 0

Þ y = 0,179 (thoả mãn).

Nhận xét:

Hằng số phân li acid càng lớn, acid càng mạnh.

Phản ứng (1) thích hợp để điều chế CH₃OH.

Do phản ứng (1) là phản ứng thuận nghịch có K_C = 2,26.10⁴ rất lớn so với 1 nên phản ứng thuận diễn ra thuận lợi hơn rất nhiều so với phản ứng nghịch; các chất ở trạng thái cân bằng chủ yếu là chất sản phẩm.

Hiện tượng:

+ Ống nghiệm thứ hai (2) nhúng vào cốc nước nóng, hỗn hợp trong ống nghiệm có màu đậm dần lên.

+ Ống nghiệm thứ ba (3) nhúng vào cốc nước đá, hỗn hợp trong ống nghiệm trở nên nhạt màu hơn.

Giải thích:

2NO₂(g) ⇌ N₂O₄(g)       

${\Delta }_r{H}_{298}^o=-58kJ<0$⇒ Chiều thuận toả nhiệt.

+ Khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch (tức chiều phản ứng thu nhiệt) nên hỗn hợp có màu nâu đậm hơn.

+ Khi giảm nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận (tức chiều phản ứng toả nhiệt) nên hỗn hợp trở nên nhạt màu hơn.

a) Dựa vào màu sắc của khí trong ống nghiệm để biết trạng thái cân bằng của phản ứng bị dịch chuyển khi thay đổi nhiệt độ.

b) Khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm nhiệt độ, tức là chiều phản ứng thu nhiệt, nghĩa là chiều làm giảm tác động của việc tăng nhiệt độ.

Khi giảm nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều làm tăng nhiệt độ, tức là chiều phản ứng toả nhiệt, nghĩa là chiểu làm giảm tác động của việc giảm nhiệt độ.

Hiện tượng:

Sau khoảng 2 phút, thấy ống nghiệm B có màu đậm hơn so với ống nghiệm A.

Kết quả thảo luận:

Khi nhiệt độ tăng lên, cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.

Khi tăng nhiệt độ thì cân bằng (9) chuyển dịch theo chiều thuận tức chiều làm tăng nồng độ OH^-, làm màu dung dịch đậm lên.

${\Delta }_r{H}_{298}^o=-197,8kJ<0$ Þ Chiều thuận toả nhiệt.

Khi tăng nhiệt độ, cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều chống lại sự thay đổi đó, nghĩa là theo chiều giảm nhiệt độ, đó là chiều nghịch (chiều phản ứng thu nhiệt).

Khi tăng áp suất của hỗn hợp, cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều chống lại sự thay đổi đó, nghĩa là theo chiều giảm áp suất (hay chính là chiều giảm số mol khí), tức chiều thuận.

Phản ứng tổng hợp NH₃ từ N₂ và H₂:

N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)

Dự đoán: Phản ứng nên thực hiện ở áp suất cao, do ở áp suất cao, cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều chống lại sự thay đổi đó, nghĩa là theo chiều giảm áp suất (hay chính là chiều giảm số mol khí), tức chiều thuận (tăng hiệu suất tổng hợp NH₃).

Thực tế, phản ứng tổng hợp NH₃ ở các nhà máy thường được thực hiện ở áp suất 200 – 300 atm.

Để nâng cao hiệu suất của phản ứng (tức thu được hỗn hợp chất chứa nhiều ester này) có thể lấy dư một trong hai chất đầu (tăng nồng độ một trong hai chất đầu) hoặc làm giảm nồng độ các sản phẩm.

Đáp án đúng là: C

Khi phản ứng thuận nghịch ở trạng thái cân bằng thì:

+ Tốc độ của phản ứng thuận bằng tốc độ của phản ứng nghịch.

+ Nồng độ của tất cả các chất trong hỗn hợp phản ứng là không đổi.

+ Phản ứng thuận và phản ứng nghịch vẫn diễn ra.

Do dung tích bình là 1 lít nên giá trị nồng độ bằng giá trị của số mol.

Ta có:          2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g)

Ban đầu:        0,4            0,6            0             M

Phản ứng:      0,3            0,15          0,3          M

Cân bằng:      0,1            0,45          0,3          M

Hằng số cân bằng K_C của phản ứng tổng hợp SO₃ là:

                                          $K_C=\frac{{\text{[}S{O}_3\text{]}}^2}{{\text{[}S{O}_2\text{]}}^2.{\text{[O}}_2\text{]}}=\frac{0,3^2}{0,1^2.0,45}=20.$

Nếu nồng độ CO₂ hoà tan trong nước tăng lên thì không thuận lợi cho sự hình thành nhũ đá. Do nồng độ CO₂ tăng, cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm nồng độ CO₂, tức chiều nghịch.