Bài giảng Hóa đại cương: Cân bằng hóa học - ThS. Nguyễn Minh Kha

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

54
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng trang bị cho người học những kiến thức cơ bản về cân bằng hóa học. Những nội dung chính được trình bày trong chương này gồm có: Phản ứng một chiều (phản ứng hoàn toàn), định luật tác dụng khối lượng, nhận xét về trạng thái cân bằng hóa học, hằng số cân bằng cho phản ứng đồng thể, phản ứng dị pha, thay đổi hệ số tỉ lượng,… Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hóa đại cương: Cân bằng hóa học - ThS. Nguyễn Minh Kha

Chương VI CÂN BẰNG HÓA HỌC Giảng viên: ThS. Nguyễn Minh Kha
•Phản ứng một chiều (pư hoàn toàn): = hay  Ví dụ - KClO3 (r) = KCl(r) + 3/2O2(k)  Phản ứng thuận nghịch (pư không hoàn toàn): ⇌ Ở cùng đk, pư xảy ra đồng thời theo hai chiều ngược nhau Ví dụ - H2 (k) + I2 (k) ⇌ 2HI (k)
- pư trong thể tích 1 pha Phản ứng đồng thể HCl(dd) + NaOH(dd) = NaCl (dd) + H2O(l) Phản ứng dị thể -pư diễn ra trên bề mặt phân chia pha Zn (r) + 2HCl (dd) = ZnCl2(dd) + H2(k) Phản ứng đơn giản - pư diễn ra qua 1 giai đoạn (1 tác dụng cơ bản) Ví dụ: H2(k) + I2(k) = 2HI (k) Phản ứng phức tạp – pư diễn ra qua nhiều giai đoạn ( nhiều tác dụng cơ bản) Các giai đoạn : nối tiếp , song song, thuận nghịch…
Ví dụ 2N2O5 = 4NO2 + O2 Có hai giai đoạn: N2O5 = N2O3 + O2 N2O5 + N2O3 = 4NO2
Định luật tác dụng khối lượng (M.Guldberg và P. Waage ) Ở nhiệt độ không đổi, pư đồng thể, đơn giản: aA + bB = cC + dD Tốc độ phản ứng : v = k.CaA.CbB Định luật tác dụng khối lượng của Guldberg- waage nghiệm đúng cho các pư đơn giản và cho từng tác dụng cơ bản của pư phức tạp.
Cân bằng hóa học Phản ứng của hệ khí lý tưởng (pư đơn giản ): aA (k) + bB(k) ⇌ cC(k) + dD(k) =0 C0A C0B 0 0 (mol/l )   CA  CB  Cc  CD  vt = vn (CA)cb=const (CB)cb=const (Cc)cb=const (CD)cb =const G=0 (PA)cb=const (PB)cb=const (PC)cb=const (PD)cb =const v vt vt  k t C C a A b B vt = vn vn vn  k n C C c C d D 0 cb 
Nhận xét về trạng thái cân bằng hoá học  Trạng thái cbhh là trạng thái cân bằng động.  Trạng thái cân bằng ứng với Gpư= 0 . (A’=0)  Dấu hiệu của trạng thái cân bằng hoá học:  Tính bất biến theo thời gian  Tính linh động  Tính hai chiều.
Hằng số cân bằng cho phản ứng đồng thể Hệ khí lý tưởng aA(k) + bB(k) ⇌ cC(k) + dD(k) (pư đơn giản ) Khi trạng thái đạt cân bằng: vt = vn k t . C a A cb . C cb  k n . C cb . C cb b B c C d D CcC CdD  a b cb kt KC  kn CA CB K – hằng số ở nhiệt độ xác định: hằng số cân bằng. Kp   pcC p dD cb   CC RT  CD RT  c d cb   CcCCdD cb RT  c  d  a  b  paA p bB CA RT  CBRT  a b CaA CbB K p  KC RT  n
Xác định K 2 NOCl(K) 2 NO(k) + Cl2(k) [NOCl] [NO] [Cl2] Ban đầu 2.00 0 0 Phản ứng - 0.66 +0.66 +0.33 Cân bằng 1.34 0.66 0.33 [NO]2[Cl2 ] K [NOCl]2 [NO]2[Cl2 ] (0.66) 2 (0.33) K = = 0.080 [NOCl]2 (1.34)2
Hằng số cân bằng cho phản ứng đồng thể (Dung dịch lỏng , loãng) aA(dd) + bB(dd) ⇌ cC(dd) + dD(dd) CCc CDd KC   cb C Aa CBb
Phản ứng dị pha CaCO3(r) ⇌ CaO(r) + CO2(k) p CaCO3   p CO2 cb p CaO p CO2 Kp   cb K p  Kp p CaCO3 p CaO K P  K c RT  K c  CCO2  cb Trong biểu thức của hằng số cân bằng K không xuất hiện các thành phần sau: chất rắn nguyên chất, chất lỏng nguyên chất, dung môi.
Mg(OH)2(r) ⇌ Mg2+(dd) + 2OH-(dd) K = [Mg2+]cb .[OH-]2cb = T Mg(OH)2 - Tích số tan CH3COOH(dd) + H2O ⇌ CH3COO- (dd) + H3O+ Ka  H O CH COO  3  3  Hằng số điện ly của axit CH3COOH NH4OH (dd) ⇌ NH4+ (dd) + OH-(dd)  NH OH   4  Kb NH4OH Hằng số điện ly của baze
CH3COONa (dd) + 2H2O ⇌ CH3COOH(dd)+NaOH(dd) CH3COO- (dd) + 2H2O ⇌ CH3COOH (dd) + OH- (dd) CH 3COOH OH   Hằng số thuỷ phân  Kt CH COO  3 
Viết biểu thức hằng số cân bằng S(r) + O2(k) SO2(k) PSO2 Kp   cb PO2 CSO2 KC   cb CO2 KP = KC
S(r) + O2(k) SO2(k) K1 = [SO2] / [O2] SO2(k) +1/2 O2(k) SO3(k)K2 = [SO3] / [SO2][O2]1/2 S(r) + 3/2 O2(k) SO3(k) K3 = ????
Thay đổi hệ số tỉ lượng SO3 cb K1  O  3 S(r) + 3/2 O2(k) SO3(k) 2 2 cb 2 S(r) + 3 O2(k) 2 SO3(k) SO  2 3 cb K2  O  2 cb 3 K2 = K12
Đổi chiều phản ứng  SO2 cb O  K1 S(r) + O2(k) SO2(k) 2 cb K2  O2 cb  1 SO  SO2(k) S(r) + O2(k) 2 cb K1 Kthuận = 1/Knghịch
Quan hệ giữa hằng số cân bằng và G Phản ứng dị pha : aA + bB ⇌ cC + dD Q GT  G  RT ln Q  RT ln 0 T K  C D  c d  C D  c d Q a b K  Q cb   a b   A B    A B  cb Chất khí lý tưởng [] → P (atm)/P0(1atm) Dung dịch loãng [] → C (mol/l)/C0(1mol/l) Rắn nc, lỏng nc, dung môi (H2O) → 1
Quan hệ giữa hằng số cân bằng và G PHẢN ỨNG ĐỒNG THỂ aA + bB ⇌ cC + dD Khí lý tưởng  p cC p dD  QP Qc G T  G  RT ln  a b   G T  RT ln Q P  RT ln 0 T 0  RT ln  pA pB  KP Kc Khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng: GT = 0  pCc pDd  G   RT ln  a b    RT ln K p 0 T  p A pB cb Dungdịch  CcCCdD  Qc   G T  G  RT ln  a b   G T  RT ln Qc  RT ln 0 0 lỏng,loãng T  CA CB   Kc Khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng: GT = 0  C c C d  GT0   RT ln  Ca Db    RT ln K C   C AC B  cb  Kp = f(bc pư, T) Kp  f(C)
Q G T  RT ln K  Nếu Q < K → G < 0 → phản ứng xảy ra theo chiều thuận  Nếu Q > K → G > 0 → phản ứng xảy ra theo chiều nghịch  Nếu Q = K → G = 0 → hệ đạt trạng thái cân bằng Ví dụ : Tính hằng số cân bằng của phản ứng: 2 NO2(k) ↔ N2O4(k) ở 298K khi biết H 298 0 pu  58,040kJ và S298pu  176,6 J / K 0 Giải: