Giải SGK Hóa 11 CTST Bài 1: Khái niệm về cân bằng hoá học có đáp án

Hệ cân bằng: 2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g)

Biểu thức tính hằng số cân bằng: K_c $=\frac{{{\text{[SO}}_3\text{]}}_{}^2}{{\text{[}S{O}_2\text{]}}_{}^2.\text{[}{O}_2\text{]}}$.

- Hiện tượng:

+ Màu của hỗn hợp khí trong bình 2 nhạt dần.

+ Màu của hỗn hợp khí trong bình 3 đậm dần.

- Nhận xét:

2NO₂(g) ⇌ N₂O₄(g)

(màu nâu đỏ)         (không màu)

+ Cân bằng trong bình 2 chuyển dịch theo chiều thuận;

+ Cân bằng trong bình 3 chuyển dịch theo chiều nghịch.

Đun nhẹ bình (1) thấy màu của hỗn hợp trong bình (1) đậm dần lên.

CH₃COONa(aq) + H₂O(l) ⇌ CH₃COOH(aq) + NaOH(aq)

Nhận xét: Khi đun nóng, phản ứng trong bình (1) chuyển dịch theo chiều thuận.

Phản ứng (1): 2NO₂(g) ⇌ N₂O₄(g)                ${\Delta }_r{H}_{298}^o=-58kJ$

          (màu nâu đỏ)         (không màu)

${\Delta }_r{H}_{298}^o=-58kJ$< 0.

Vậy ở phản ứng (1), chiều thuận toả nhiệt, chiều nghịch thu nhiệt.

- Khi làm lạnh bình (2) cân bằng trong bình chuyển dịch theo chiều phản ứng toả nhiệt.

- Khi làm nóng bình (3) cân bằng trong bình chuyển dịch theo chiều phản ứng thu nhiệt.

${\Delta }_r{H}_{298}^o$= 178,49 kJ > 0. Phản ứng thuận thu nhiệt.

Để nâng cao hiệu suất phản ứng sản xuất vôi, cần nâng cao nhiệt độ (thực tế cho thấy nâng nhiệt độ khoảng 1000 ^oC) khi đó cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều phản ứng thu nhiệt, tức chiều thuận, làm tăng hiệu suất phản ứng.

Ngoài ra, phản ứng nung vôi cần được cung cấp nhiệt liên tục trong suốt quá trình phản ứng.

2NO₂(g) ⇌ N₂O₄(g)        (2)    

(màu nâu đỏ)         (không màu)

- Khi đẩy pit – tông, thể tích của hệ giảm, màu nâu đỏ nhạt dần, khi đó cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận, làm giảm số mol khí.

- Khi kéo pit – tông, thể tích của hệ tăng, màu nâu đỏ đậm dần, khi đó cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch, làm tăng số mol khí.

Phản ứng tổng hợp ammonia:

N₂(g) + 3H₂(g) $\stackrel{t^o,xt,p}{\rightleftharpoons }$ 2NH₃(g)

Để thu được NH₃ với hiệu suất cao, cần điều chỉnh áp suất như thế nào?

Hệ cân bằng (3): C(s) + CO₂(g) ⇌ 2CO(g)

Khi thêm một lượng khí CO vào hệ cân bằng (3) cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm CO hay chiều nghịch.

- Nước mưa có hoà tan CO₂ bào mòn đá vôi (phản ứng xâm thực của nước mưa vào đá vôi): CaCO₃(s) + H₂O(l) + CO₂(aq) → Ca(HCO₃)₂(aq).

- Sau đó Ca(HCO₃)₂ chảy nhỏ giọt từ trần hang động, tại đó chúng bị phân huỷ dần tạo thành thạch nhũ:

Ca(HCO₃)₂(aq) → CaCO₃(s) + H₂O(l) + CO₂(aq).

Đáp án đúng là: B

Trong phản ứng thuận nghịch, hằng số cân bằng K_C của phản ứng xác định chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ.

Đáp án đúng là: D

Chất xúc tác không làm thay đổi nồng độ các chất trong hệ cân bằng và cũng không làm thay đổi hằng số cân bằng nên không làm chuyển dịch cân bằng.

Chú ý: Chất rắn không xuất hiện trong biểu thức hằng số cân bằng.

a) $K_c=\text{[}C{O}_2\text{]}.$

b) $K_c=\frac{1}{{\text{[}{O}_2\text{]}}_{}^{\frac{1}{2}}}$

a) C(s) + H₂O(g) ⇌ CO(g) + H₂(g)     ${\Delta }_r{H}_{298}^o$ = 131 kJ

(1) Tăng nhiệt độ cân bằng chuyển dịch theo chiều phản ứng thu nhiệt tức chiều thuận.

(2) Thêm một lượng hơi nước vào hệ, cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm lượng hơi nước tức chiều thuận.

(3) Thêm khí H₂ vào hệ, cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm lượng H₂ tức chiều nghịch.

(4) Tăng áp suất chung bằng cách nén cho thể tích của hệ giảm xuống cân bằng chuyển dịch theo chiều giảm số mol khí thức chiều nghịch.

(5) Dùng chất xúc tác không làm cân bằng chuyển dịch.

b) CO(g) + H₂O(g) ⇌ CO₂(g) + H₂(g)   ${\Delta }_r{H}_{298}^o$ = -41 kJ

(1) Tăng nhiệt độ cân bằng chuyển dịch theo chiều phản ứng thu nhiệt tức chiều nghịch.

(2) Thêm một lượng hơi nước vào hệ, cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm lượng hơi nước tức chiều thuận.

(3) Thêm khí H₂ vào hệ, cân bằng chuyển dịch theo làm giảm lượng H₂ tức chiều nghịch.

(4) Tăng áp suất chung bằng cách nén cho thể tích của hệ giảm xuống không làm cân bằng chuyển dịch do hệ cân bằng có tổng hệ số tỉ lượng của các chất khí ở hai vế của phương trình hoá học bằng nhau.

(5) Dùng chất xúc tác không làm cân bằng chuyển dịch.

Áp dụng công thức:

$K_C=\frac{\text{[}CO].\text{[}C{l}_2\text{]}}{\text{[}COC{l}_2\text{]}}\Rightarrow \text{[}COC{l}_2\text{]}=\frac{\text{[}CO].\text{[}C{l}_2\text{]}}{K_c}=\frac{0,15.0,15}{8,{2.10}_{}^{-2}}=0,274M.$