Cân bằng hoá học

I. Lý thuyết
Cho CB : a A + b B cC + d D
Ta có : vt = kt.[A]a.[B]b.
vn = kn[C]c[D]d.

kt.[A]a.[B]b = kn[C]c[D]d = = kC.
Do kt, kn là hằng số nên kC cũng là hằng số

KC chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ, không phụ thuộc nồng độ.

II. Bài tập
1. Hằng số cân bằng của phương trình: H2 + I2 2HI ở nhiệt độ nào đó bằng 40. Xác định % H2 và I2 chuyển thành HI nếu nồng độ ban đầu của chúng coi như bằng nhau và bằng 0,01 mol/l.
HD
H2 + I2 2 HI
Ban đầu: 0,01 0,01
Pư: x x 2x
Sau pư: 0,01-x 0,01-x 2x
Ta có:
Kcb = = = 40 x = 0,076
Có 76% H2 và I2 đã chuyển hoá thành HI.
2. Cho pư: 2SO2 + O2 2SO3.
ở nhiệt độ t0C cân bằng các chất: [SO2] = 0,2 mol/l, [O2] = 0,1 mol/l, [SO3] = 1,8 mol/l
a. Tính vt, vn
b. Hỏi vt và vn thay đổi như thế nào và cân bằng hóa học của pư trên sẽ chuyển dịch theo chiều nào khi thể tích hỗn hợp giảm xuống 3 lần.
HD
Ta có: vt = kt.[SO2]2.[O2] = kt.(0,2)2.0,1 = 0,004kt.
vn = kn.[SO3]2 = kn.(1,8)2 =
Sau khi thể tích hỗn hợp giảm xuống 3 lần thì nồng độ các chất tăng lên 3 lần. Lúc đó:
vt’ = kt.(0,2.3)20,1.3 = 27vt.
vn’ = kn(1,8.3)2 = 9vn.
Vận tốc pư thuận tăng 27 lần, còn pư nghịch tăng 9 lần. Vậy CBHH chuyển dịch sang phải.
3. Cho khí HI vào một bình kín rồi đun nóng tới một nhiệt độ xác định thì xảy ra pư:
2HI H2 + I2
a. Tính % số mol HI bị phân huỷ thành I2 và H2 khi pư đạt tới TTCB, biết kn = 64kt.
b. Nếu lượng HI cho vào ban đầu 0,5 mol và dung tích bình pư là 5 lít thì ở TTCB nồng độ mol/l các chất là bao nhiêu?
HD
a. 2HI H2 + I2.
Bđ: a 0 0
Pư: a-2x x x
Ta có:
vt = kt.(a-2x)2
vn = kn.x2 Khi pư đạt CB thì vt = vn. kt(a-2x)2 = kn.x2 x = 0,1a 2x = 20%a
b. a = 0,5/5 = 0,1 x = 0,1.0,1 = 0,01 mol/l
Vậy ở TTCB: [HI] = 0,1 – 0,02 = 0,08 mol/l, [H2] = [I2] = 0,01 mol/l
4. Hằng số cân bằng của pư điều chế NH3: N2 + 3H2 2NH3 ở 5000C bằng 1,5.10-5 atm-2. Tính xem có bao nhiêu % (N2 + 3H2) ban đầu đã chuyển thành NH3 nếu pư thực hiện ở 500atm, 1000atm. Cho nhận xét về kết quả. Biết Kp =
Ta có: = 1,5.10-5 (1)
Mà : p= 3p(2)
p+ p+ p= p (3) 3p+ p+ p= p
p=
p=
Thay pvà pvào (1) ta được :
= 1,5.10-5 = 1,26.10-3.
* Nếu p = 500 atm : 1,26.