Hóa học 11 Cánh diều Bài 1 Mở đầu về cân bằng hoá học

Hóa học 11 Cánh diều Bài 1 Mở đầu về cân bằng hoá học

Hóa học 11 cân bằng hoá học

Bài 1 Cân bằng hoá học

I. Khái niệm phản ứng thuận nghịch và trạng thái cân bằng.

1. Khái niệm phản ứng thuận nghịch

Phản ứng thuận nghịch là phản ứng hóa học trong đó ở cùng điều kiện, xảy ra đồng thời sự chuyển chất phản ứng thành chất sản phẩm và sự chuyển chất sản phẩm thành chất phản ứng.

Ví dụ: N2(g)+ 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) (*)

Trong đó:

+ Chiều từ trái sang phải (chiều các chất ban đầu tạo thành chất sản phẩm) được gọi là chiều thuận.

Ví dụ: Chiều thuận của phản ứng (*): N2(g)+ 3H2(g) → 2NH3(g)

+ Chiều từ phải sang trái (chiều các chất sản phẩm tạo thành chất ban đầu) được gọi là chiều nghịch.

Ví dụ: Chiều nghịch của phản ứng (*): 2NH3(g) → N2(g)+ 3H2(g)

2. Trạng thái cân bằng của phản ứng thuận nghịch

Trạng thái cân bằng của phản ứng thuận nghịch là trạng thái mà tại đó tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch.

Chú ý:

Cân bằng hóa học là cân bằng động. Do ở trạng thái cân bằng, phản ứng thuận và phản ứng nghịch vẫn tiếp diễn với tốc độ bằng nhau, kết quả là lượng sinh ra và lượng mất đi của một chất bất kì trong phản ứng là bằng nhau và nồng độ của chất đó không đổi.

II. Biểu thức hằng số cân bằng và ý nghĩa

1. Biểu thức hằng số cân bằng.

Với một phản ứng thuận nghịch bất kì, chẳng hạn:

aA + bB ⇌ mM + nN

Khi phản ứng ở trạng thái cân bằng, ta có:

$\frac{{\text{[}M\text{]}}^m{\text{[}N\text{]}}^n}{{\text{[}A]}_a{\text{[}B\text{]}}_b}=K_c$

Đây được gọi là biểu thức hằng số cân bằng Kc.

Trong đó: [M]; [N]; [A]; [B] lần lượt là nồng độ các chất M, N, A, B ở trạng thái cân bằng.

Chú ý:

Hằng số cân bằng KC chỉ phụ thuộc vào bản chất của các chất trong cân bằng và nhiệt độ.

2. Ý nghĩa của biểu thức hằng số cân bằng.

Dựa vào độ lớn của hằng số cân bằng có thể biết được chất phản ứng hay chất sản phẩm chiếm ưu thế ở trạng thái cân bằng, cũng như biết được phản ứng thuận có xảy ra thuận lợi hay không. Một cách gần đúng:

- Nếu phản ứng thuận nghịch Kc rất lớn so với 1 thì 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 các chất sản phẩm.

- Nếu phản ứng thuận nghịch Kc rất nhỏ so với 1 thì phản ứng thuận diễn ra kém thuận lợi hơn rất nhiều so với phản ứng nghịch, các chất ở trạng thái cân bằng chủ yếu là các chất ban đầu.

III. Ảnh hưởng của nhiệt độ, nồng độ và áp suất đến cân bằng hóa học.

1. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới cân bằng hóa học.

Ví dụ: Xét phản ứng:

2NO2(g) ⇌ N2O4(g)      ∆ H= -58kJ

- Cân bằng bị phá vỡ (bị chuyển dịch) khi thay độ nhiệt độ.

- Khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch, tạo ra NO2 nên hỗn hợp có màu nâu đậm hơn.

- Khi hạ nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận, tạo ra N2O4 nên hỗn hợp có nhạt màu hơn.

Kết luận:

-Khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều phản ứng thu nhiệt.

- Khi giảm nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều phản ứng toả nhiệt.

2. Nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelier

Nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelier:“Một phản ứng thuận nghịch đang ở trạng thái cân bằng khi chịu tác động từ bên ngoài như biến đổi nhiệt độ, nồng độ hay áp suất thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động bên ngoài đó”

Như vậy:

- Tăng nồng độ của một chất, cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm nồng độ chất đó và ngược lại.

- Tăng áp suất của hệ, cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm áp suất tức chiều làm giảm số mol khí và ngược lại.

Chú ý:

- Chất xúc tác làm tăng đồng thời tốc độ phản ứng thuận và phản ứng nghịch như nhau, do đó không làm chuyển dịch cân bằng hóa học.

Xem thêm:

Lý thuyết Hóa học 11 chương 1 Cân bằng hoá học