intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Tài liệu tham khảo: Cân bằng hóa học

Chia sẻ: | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:0

Thêm vào BST
Báo xấu
92
lượt xem 7
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tham khảo cho các bạn học sinh phổ thông có tư liệu ôn thi tốt vào các trường Cao đẳng, Đại học đạt kết quả cao

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tài liệu tham khảo: Cân bằng hóa học

  1. Bµi gi¶ng m«n C¬ së lý thuyÕt Hãa häc Ch­¬ng III: C©n b»ng ho¸ häc I.Ph¶n øng thuËn nghÞch vµ ph¶n øng 1 chiÒu 1.Ph¶n øng thuËn nghÞch Lµ ph¶n øng x¶y ra theo hai chiÒu tr¸i ng­îc nhau trong cïng mét ®iÒu kiÖn (§Æc ®iÓm cña ph¶n øng thuËn nghÞch: kh«ng tiÕn hµnh ®Õn cïng mµ dÉn ®Õn c©n b»ng) VÝ dô: N2O4(k) 2NO2(k) Khi lÊy khÝ NO 2 (hoÆc N2O4) nghiªn cøu --> lu«n thu ®­îc ®ång thêi c¶ khÝ N 2O4 (hoÆc NO2) trong b×nh ngay ë nhiÖt ®é th­êng do tån t¹i sù chuyÓn ho¸ gi÷a hai khÝ trªn - -> gäi ph¶n øng trªn lµ ph¶n øng thuËn nghÞch. 2.Ph¶n øng 1 chiÒu: Lµ ph¶n øng chØ x¶y ra theo mét chiÒu x¸c ®Þnh VÝ dô: Ph¶n øng ph©n huû KClO 3(xóc t¸c MnO2) : KClO3 --> KCl + 3/2O 2 §Æc ®iÓm: tiÕn hµnh tíi cïng 3.Tr¹ng th¸i c©n b»ng ho¸ häc Mét ph¶n øng khi ®¹t tr¹ng th¸i c©n b»ng th×: XÐt vÒ mÆt ®éng häc: v t=vn - XÐt vÒ mÆt nhiÖt ®éng: DG p ­ = 0 - * VËy tr¹ng th¸i c©n b»ng ho¸ häc : lµ tr¹ng th¸i cña ph¶n øng thuËn nghÞch khi tèc ®é ph¶n øng thuËn b»ng tèc ®é ph¶n øng nghÞch (hoÆc khi biÕn thiªn thÕ ®¼ng ¸p b»ng kh«ng). * §Æc ®iÓm cña tr¹ng th¸i c©n b»ng ho¸ häc: - Lµ c©n b»ng ®éng (ph¶n øng vÉn x¶y ra theo 2 chiÒu ng­îc nhau nh­ng v t=vn). -T¹i tr¹ng th¸i c©n b»ng thµnh phÇn cña c¸c chÊt kh«ng thay ®æi: chÊt tham gia ph¶n øng mÊt ®i bao nhiªu theo ph¶n øng thuËn th× l¹i ®­îc sinh ra bÊy nhiªu theo ph¶n øng nghÞch). - Tr¹ng th¸i c©n b»ng chØ tån t¹i khi c¸c ®iÒu kiÖn thùc hiÖn ph¶n øng (C, t 0,p) kh«ng ®æi. II.Ph­¬ng tr×nh ®¼ng nhiÖt Van’t Hoff. H»ng sè c©n b»ng K 1.ThiÕt lËp ph­¬ng tr×nh ®¼ng nhiÖt Van’t Hoff XÐt ph¶n øng: aA + bB cC + dD ë T=const vµ A,B,C,D lµ c¸c khÝ lý t­ëng Ta cã: DG T = å m i (sp ) - å m i (tg ) = (cm C + dm D ) - (am A + bm B ) Mµ: m i ( T ) = m i0( T ,) + RT ln Pi (®èi víi 1 mol) => cm C ( T ) = cm C ( T ) + cRT ln PC = cm C ( T ) + RT ln PCc (cho c mol) 0 0 dm D ( T ) = dm D ( T ) + RT ln PD bm = bm + RT ln P Bb : d 0 T­¬ng tù: 0 B(T ) B(T ) NguyÔn Ngäc ThÞnh, §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi Email: ngocthinhbk@yahoo.com
  2. Bµi gi¶ng m«n C¬ së lý thuyÕt Hãa häc am = am + RT ln P Aa 0 A(T ) A(T ) => DG T = [(cm C ( T ) + RT ln PCc ) + (dm D ( T ) + RT ln PD )] - [(am A( T ) + RT ln PAa ) + (bm B ( T ) + RT ln PBb )] d 0 0 0 0 æ P c .P d ö DG T = [(cm T (C) + dm T ( D ) - (am T ( A) + bm T ( B )] + RT lnç Ca Db ÷ 0 0 0 0 ç P .P ÷ èA B ø bd æ P c .P d ö DG T = DG T + RT lnç Ca Db ÷ 0 ç P .P ÷ èA B ø bd Pi: ¸p suÊt riªng phÇn cña c¸c chÊt khÝ i= A,B,C,D) æ PCc .PD ö d §Æt ç ÷ =pP ç b÷ a è PA .PB ø bd => DG T = DG T + RT ln p P 0 (*) æ PCc .PD ö d - T¹i tr¹ng th¸i c©n b»ng==> DG T = 0 => DG T = - RT lnç ÷ 0 ç b÷ a è PA .PB ø cb æ PCc .PD ö d çab ÷ = K p = const ë T=const (v× ë tr¹ng th¸i c©n b»ng, thµnh phÇn c¸c §Æt: ç ÷ è PA .PB ø cb chÊt kh«ng biÕn ®æi n÷a) ==> DG T = - RT ln K P 0 (**) pP vµ DGT = RT ln (***) KP DG T , , DG T ( J ) 0 Trong ®ã: R=8,314J.K-1mol-1 P (atm) C¸c ph­¬ng tr×nh (*) (**) vµ (***) ®­îc gäi lµ c¸c d¹ng kh¸c nhau cña ph­ ¬ng tr×nh ®¼ng nhiÖt Van’t Hoff 2.Ph­¬ng tr×nh h»ng sè c©n b»ng K : a.H»ng sè c©n b»ng K p æ P c .P d ö K p = ç Ca Db ÷ Pi: ¸p suÊt c¸c khÝ ë tr¹ng th¸i CB ç P .P ÷ èA B ø cb - KP kh«ng cã ®¬n vÞ. -Kp chØ phô thuéc vµo b¶n chÊt ph¶n øng vµ nhiÖt ®é. -§èi víi 1 ph¶n øng x¸c ®Þnh, T=const --> K p=const --> gäi lµ h»ng sè c©n b»ng cña ph¶n øng. b.C¸c h»ng sè c©n b»ng kh¸c NguyÔn Ngäc ThÞnh, §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi Email: ngocthinhbk@yahoo.com
  3. Bµi gi¶ng m«n C¬ së lý thuyÕt Hãa häc æ C c .C d ö * KC = ç C D ÷ Ci: nång ®é mol/lit c¸c chÊt ë tr¹ng th¸i c©n b»ng ç C a .C b ÷ è A B ø cb - KC phô thuéc vµo b¶n chÊt ph¶n øng vµ nhiÖt ®é. - §èi víi 1 ph¶n øng x¸c ®Þnh --> K C =f(T): KC chØ phô thuéc vµo nhiÖt ®é æ n c .n d ö * Kn = ç C D ÷ ni; sè mol khÝ i ë tr¹ng th¸i c©n b»ng ç n a .n b ÷ è A B ø cb Kn phô thuéc vµo b¶n chÊt c¸c chÊt , T vµ P chung cña hÖ khi c©n b»ng vµ tæng sè mol khÝ cña hÖ khi c©n b»ng æ N c .N d ö ni * K N = ç C D ÷ Ni: nång ®é phÇn mol cña khÝ i: N i = ç N a .N b ÷ å ni è A B ø cb KN phô thuéc vµo b¶n chÊt c¸c chÊt , T vµ P chung cña hÖ khi c©n b»ng c.Mèi quan hÖ gi÷a c¸c h»ng sè c©n b»ng - Ta cã PiV=niRT (V thÓ tÝch hçn hîp khÝ (lÝt)) n i RT => Pi = = Ci RT thay vµo ph­¬ng tr×nh Kp ta cã V (CC RT )c (C D RT )d c d C C .C D RT [(c + d )- (b + a )] = K c .( RT ) Dn KP = = (C B RT )b (C A RT )a b a C .C B A Dn = sè mol khÝ s¶n phÈm- sè mol khÝ tham gia (dùa vµo ph­ ¬ng tr×nh ph¶n øng) K P = K c .( RT ) Dn (víi R= 0,082 atm.l.mol-1K-1) VËy -MÆt kh¸c ta cã: ni Pi = N i .P = .P --> thay vµo Kp ta cã: å ni Dn æ ö P = K n .ç ÷ KP D K P = K N .Pcbn vµ å ni ç ÷ è ø cb ( å n i )cb tæng sè mol khÝ cã mÆt trong hÖ ph¶n øng khi c©n b»ng. VËy cã: Dn æP ö = K n .ç ÷ Dn Dn K P = K C ( RT ) = K N .P çån ÷ cb è ø cb i *NhËn xÐt: - Khi Dn = 0 (tæng sè mol khÝ ë 2 vÕ ph¶n øng b»ng nhau) --> K p=KC=Kn=KN=K=f(T) - §èi víi 1 ph¶n øng ® · cho th×: + Kp,KC chØ phô thuéc vµo nhiÖt ®é + KN phô thuéc vµo nhiÖt ®é, P chung cña hÖ khi c©n b»ng NguyÔn Ngäc ThÞnh, §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi Email: ngocthinhbk@yahoo.com
  4. Bµi gi¶ng m«n C¬ së lý thuyÕt Hãa häc +Kn phô thuéc vµo T,P chung cña hÖ khi c©n b»ng, tæng sè mol khÝ cña hÖ khi c©n b»ng. * Chó ý: - Gi¸ trÞ h»ng sè c©n b»ng K cña ph¶n øng ®Òu ph¶i g ¾n víi 1 ph¶n øng cô thÓ nµo ® ã. PSO3 KP = VÝ dô: SO2(k) + 1/2O2(k) SO3(k) 1 PSO2 .PO22 2 PSO3 K' P = = KP 2 2SO2(k) + O2(k) 2SO3(k) 2 P .PO2 SO2 1 PSO2 .PO22 - K P' = = K P1 ' SO3(k) SO2(k) + 1/2O2(k) PSO3 - NÕu K cã gi¸ trÞ kh¸ lín --> coi ph¶n øng x¶y ra hoµn toµn, K nh á -> ph¶n øng thuËn nghÞch. - NÕu ph¶n øng cã chÊt r¾n hoÆc chÊt láng tham gia (vµ kh«ng tan lÉn vµo c¸c chÊt kh¸c) th× chóng ®ªï kh«ng c ã mÆt trong ph­¬ng tr×nh h»ng sè c©n b»ng ( v× m i ( T ) = m i0( T ) trong suèt qu¸ tr×nh ph¶n øng--> kh«ng c ßn RTlnPi) 3 PCO2 VÝ dô: Fe2O3(r) + 3 CO(k) 2 Fe(r) + 3 CO 2(k) Kp= 3 PCO 1 KP = Hg(l) + 1/2 O2(k) HgO(r) 1 PO22 3. C¸c ph­¬ng ph¸p x¸c ®Þnh h»ng sè c©n b»ng a.X¸c ®Þnh theo thµnh phÇn c¸c chÊt t¹i thêi ®iÓm c©n b»ng VÝ dô: CaCO 3(r) CaO(r) + CO2(k) Nung CaCO3 ë nhiÖt ®é T , khi c©n b»ng: PCO = 740mmHg .TÝnh Kp 2 Gi¶i: 740 K P = PCO2 = 760 b.X¸c ®Þnh th«ng qua 1 sè ®¹i l­îng nhiÖt ®éng DG T = - RT ln K P 0 æ DG T ö 0 ç- ÷ ==> K P = expç ÷ è RT ø VÝ dô: TÝnh K p cña ph¶n øng sau ë 250C: biÕt DG 298,s (NH3 ) = -16,65kJ .mol -1 0 2NH3(k) N 2(k) + 3H2(k) Gi¶i: NguyÔn Ngäc ThÞnh, §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi Email: ngocthinhbk@yahoo.com
  5. Bµi gi¶ng m«n C¬ së lý thuyÕt Hãa häc DG 298 = -2DG 298,s (NH 3 ) = (-2)(-16,65) = +33,3kJ .mol -1 0 0 æ DG 298 ö æ 33,3.10 3 ö 0 ç- ÷ = expç - ç 8,314.298 ÷ = 1,45.10 -6 K P = expç ÷ ÷ è R.298 ø è ø c. X¸c ®Þnh theo ph­¬ng ph¸p gi¸n tiÕp: Ph©n tÝch qu¸ tr×nh theo 1 chu tr×nh kÝn VÝ dô: KP=? O2(k) CO2(k) Cgr K1 K2 CO(k) 1/2 O2(k) DG 0 = DG10 + DG 2 0 - RT ln K P = (- RT ln K 1 ) + (- RT ln K 2 ) lnKP=lnK1+lnK2 ==> K=K1.K2 III.Sù chuyÓn dÞch c©n b»ng. Nguyªn lý Le Chatielier 1.Sù chuyÓn dÞch c©n b»ng pP = 1 khi - XÐt vÒ mÆt nhiÖt ®éng, khi ph¶n øng ®¹t tr¹ng th¸i c©n b»ng--> DG = 0 --> KP hÖ ®ang ë tr¹ng th¸i c©n b»ng nÕu ta thay ®æi mét trong c¸c th«ng sè tr¹ng th¸i (P,T,C) cña hÖ --> DG ¹ 0 => c©n b»ng bÞ ph¸ vì, qu¸ tr×nh sÏ tiÕn hµnh theo chiÒu DG < 0 ®Ó ®¹t tíi tr¹ng th¸i c©n b»ng míi øng víi c¸c th«ng sè míi (P,T,C). - XÐt vÒ mÆt ®éng häc, khi ph¶n øng ®¹t tr¹ng th¸i c©n b»ng --> v t=vn => D v=0. Khi hÖ ®¹t tr¹ng th¸i c©n b»ng, ta thay ®æi 1 trong c¸c th«ng sè tr¹ng th¸i (P,C,T) => v t ¹ vn ==> qu¸ tr×nh tiÕn hµnh theo chiÒu D v > 0 ®Ó ®¹t tr¹ng th¸i c©n b»ng míi øng víi c¸c th«ng sè míi. ==> gäi lµ sù chuyÓn dÞch c©n b»ng. §Þnh nghÜa: Sù chuyÓn dÞch c©n b»ng lµ sù chuyÓn t õ tr¹ng th¸i c©n b»ng nµy sang tr¹ng th¸i c©n b»ng kh¸c d­íi ¶nh h­ëng cña c¸c t¸c ®éng bªn ngoµi (P,T,C) lªn hÖ. 2.¶nh h­ëng cña nhiÖt ®é tíi sù chuyÓn dÞch c©n b»ng. Ph­¬ng tr×nh ®¼ng ¸p Van ’t Hoff XÐt ph¶n øng: aA + bB cC + dD ë P=const DG T 0 Ta cã: ln K P = - RT æ DGT ö DH 0 ¶ 0 ç ÷ = - 2T MÆt kh¸c: çT ÷ ¶T T è øP æ ¶ ln K P DH T 0 ö do ®ã: => ç ÷= => ph­¬ng tr×nh ®¼ng ¸p Van’t Hoff ç ÷ è ¶T 2 ø P RT NguyÔn Ngäc ThÞnh, §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi Email: ngocthinhbk@yahoo.com
  6. Bµi gi¶ng m«n C¬ së lý thuyÕt Hãa häc - NÕu DH T > 0 (ph¶n øng thu nhiÖt) --> hµm ®ång biÕn 0 + Khi nhiÖt ®é t¨ng --> Kp t¨ng --> c©n b»ng chuyÓn dÞch theo chiÒu thuËn ( chiÒu thu nhiÖt) + NÕu T gi¶m --> Kp gi¶m ==> c©n b»ng chuyÓn dÞch theo chiÒu nghÞch ( chiÒu to¶ nhiÖt) - NÕu DH T < 0 (ph¶n øng to¶ nhiÖt) --> hµm nghÞch biÕn: 0 +Khi nhiÖt ®é t¨ng --> K p gi¶m --> c©n b»ng chuyÓn dÞch theo chiÒu nghÞch ( chiÒu thu nhiÖt) +NÕu T gi¶m --> Kp gi¶m ==> c©n b»ng chuyÓn dÞch theo chiÒu thuËn ( chiÒu to¶ nhiÖt) * NhËn xÐt: KÕt qu¶ cña sù chuyÓn dÞch c©n b»ng lµ chèng l¹i sù thay ®æi bªn ngoµi: + Khi nhiÖt ®é t¨ng th× c©n b»ng chuyÓn dÞch theo chiÒu lµm gi¶m nhiÖt ®é cña hÖ lµ chiÒu thu nhiÖt c ã DH T > 0 + Khi nhiÖt ®é gi¶m th× c©n b»ng chuyÓn dÞch theo chiÒu lµm t ¨ng nhiÖt ®é cña hÖ lµ chiÒu to¶ nhiÖt c ã DH T < 0 * Tõ ph­¬ng tr×nh Van’t Hoff suy ra: DH T 0 ¶ ln K P = .¶T RT 2 NÕu trong kho¶ng nhiÖt ®é T 1-->T2 hÑp -->cã thÓ coi DH T = const th×: 0 T2 T2 DH 0 dT ò òT d ln K P = 2 R T1 T1 K PT2 DH 0 æ 1 1 ö ç-÷ = => ln R ç T1 T2 ÷ K PT1 è ø víi DH 0 (J) vµ R=8,314 J.K-1mol-1 3. ¶nh h­ëng cña ¸p suÊt ®ªn sù chuyÓn dÞch c©n b»ng D Ta cã: K P = K N .Pcbn V× Kp kh«ng phô thuéc vµo P--> thay ®æi P th× K p=const nªn: - NÕu Dn > 0 : khi t¨ng P--> KN gi¶m (®Ó gi÷ Kp=const) => chuyÓn dÞch c©n b»ng theo chiÒu nghÞch ( lµm gi¶m sè mol khÝ) vµ ng­îc l¹i - NÕu Dn < 0 : khi t¨ng P--> KN t¨ng (®Ó gi÷ Kp=const) => chuyÓn dÞch c©n b»ng theo chiÒu thuËn ( lµm gi¶m sè mol khÝ) vµ ng­îc l¹i khi P gi¶m --> K N gi¶m --> c©n b»ng dÞch chuyÓn theo chiÒu nghÞch ( lµm t ¨ng sè mol khÝ) - NÕu Dn = 0 => P kh«ng ¶nh h­ëng tíi sù chuyÓn dÞch c©n b»ng * NhËn xÐt: KÕt qu¶ cña sù chuyÓn dÞch c©n b»ng lµ chèng l¹i sù thay ®æi bªn ngoµi: NguyÔn Ngäc ThÞnh, §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi Email: ngocthinhbk@yahoo.com
  7. Bµi gi¶ng m«n C¬ së lý thuyÕt Hãa häc - NÕu P t¨ng => c©n b»ng chuyÓn dÞch theo chiÒu P gi¶m (gi¶m sè mol khÝ Dn < 0 ) - NÕu P gi¶m => c©n b»ng chuyÓn dÞch theo chiÒu t ¨ng P (t¨ng sè mol khÝ Dn > 0 ) 4. ¶nh h­ëng cña nång ®é æ C c .C d ö c ã K C = ç C D ÷ = const ë T=const XÐt ph¶n øng: aA + bB cC + dD ç C a .C b ÷ è A B ø cb - NÕu t¨ng CA, CB => c©n b»ng chuyÓn dÞch theo chiÒu t ¨ng CC,CD (®Ó gi÷ KC=const) => c©n b»ng chuyÓn dÞch theo chiÒu thuËn lµm gi¶m C A,CB - NÕu gi¶m CA, CB => c©n b»ng chuyÓn dÞch theo chiÒu gi¶m C C,CD (®Ó gi÷ KC=const) => c©n b»ng chuyÓn dÞch theo chiÒu nghÞch lµm t ¨ng CA,CB * NhËn xÐt: KÕt qu¶ cña sù chuyÓn dÞch c©n b»ng lµ chèngl¹i thay ®æi bªn ngoµi.NÕu t ¨ng Ci th× c©n b»ng chuyÓn dÞch theo chiÒu lµm gi¶m C i vµ ng­îc l¹i. 5. Nguyªn lý chuyÓn dÞch c©n b»ng Le Chatelier Khi mét hÖ ®ang ë tr¹ng th¸i c©n b»ng, nÕu ta thay ®æi 1 trong c¸c th«ng sè tr¹ng th¸i cña hÖ ( T, P hoÆc C) th× c©n b»ng s Ï chuyÓn dÞch theo chiÒu chèng l¹i sù thay ®æi ® ã. NguyÔn Ngäc ThÞnh, §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi Email: ngocthinhbk@yahoo.com
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2