Bài giảng Hóa đại cương - Chương 6: Cân bằng hóa học - 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)
Phản ứng đồng thể - pư trong thể tích 1 pha
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.Ca .Cb
A
B
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 C0
CA
C0
CB
0
Cc
0 (mol/l )
CD
A
B
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 ktCaACbB
vt
vt = vn
vn knCcCCdD
vn
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
kt.
CaA cb
.
CbB cb kn.
CcC cb
.
cb
CdD cb
kt
CcCCdD
CaACbB
KC
kn
K – hằng số ở nhiệt độ xác định: hằng số cân bằng.
c
d
c d
p p
CCRT CDRT
CcCCdD
CaACbB
cdab
Kp
cb
cb
cb RT
C D
a b
a
b
p p
CARTCBRT
A B
n
Kp KC RT
Xác định K
2 NO(k) + Cl2(k)
[NOCl] [NO] [Cl2]
2 NOCl(K)
Ban đầu
2.00
0
0
Phản ứng
+0.33
- 0.66 +0.66
Cân bằng
1.34 0.66 0.33
2
[NO] [Cl ]
2
K
2
[NOCl]
2
2
[NO] [Cl ] (0.66) (0.33)
2
K
=
= 0.080
2
2
[NOCl]
(1.34)
Hằng số cân bằng cho phản ứng đồng thể
(Dung dịch lỏng , loãng)
aA(dd) + bB(dd) ⇌ cC(dd) + dD(dd)
c d
C C
C D
a b
KC
cb
C C
A B
Phản ứng dị pha
CaCO3(r) ⇌ CaO(r) + CO2(k)
p
p p
CaO CO2
CaCO3
Kp Kp
pCO cb
Kp
cb
2
pCaO
p
CaCO3
KP KcRT
Kc
CCO
2
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-]2 = T Mg(OH)2 - Tích số tan
cb
CH3COOH(dd) + H2O ⇌ CH3COO- (dd) + H3O+
H3O CH3COO
Hằng số điện ly của axit
Ka
CH3COOH
+
NH4OH (dd) ⇌ NH4 (dd) + OH-(dd)
NH4 OH
Kb
Hằng số điện ly của baze
NH4OH
CH3COONa (dd) + 2H2O ⇌ CH3COOH(dd)+NaOH(dd)
CH3COO- (dd) + 2H2O ⇌ CH3COOH (dd) + OH- (dd)
CH3COOH
OH
Hằng số thuỷ phân
Kt
CH3COO
Viết biểu thức hằng số cân bằng
S(r) + O2(k)
SO2(k)
P
SO2
Kp cb
P
O2
C
SO2
KC
cb
CO
2
KP = KC
S(r) + O2(k)
SO2(k) K1 = [SO2] / [O2]
SO3(k)K2 = [SO3] / [SO2][O2]1/2
SO3(k) K3 = ????
SO2(k) +1/2 O2(k)
S(r) + 3/2 O2(k)
Thay đổi hệ số tỉ lượng
SO3 cb
K1
3
2
S(r) + 3/2 O2(k)
SO3(k)
O2
cb
2
2 S(r) + 3 O2(k)
2 SO3(k)
SO3 cb
O2
K2
3
cb
2
K2 = K1
Đổi chiều phản ứng
SO2
cb
K1
S(r) + O2(k)
SO2(k)
SO2(k)
O2
cb
O2 cb
1
K1
S(r) + O2(k)
K2
SO2
cb
Kthuận = 1/Knghịch
Quan hệ giữa hằng số cân bằng và G
Phản ứng dị pha : aA + bB ⇌ cC + dD
Q
GT GT0 RT ln Q RT ln
K
c
d
c
d
C
D
C
D
Q
K Q
Aa B b
cb
Aa B 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
c
d
p p
QP
G0T RTln QP RTln RTln
KP
Qc
Kc
0
C D
GT GT RTln
a
b
pApB
Khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng: GT = 0
c
d
pC p
0
D
GT RT ln
RT ln Kp
a
b
pA pB
cb
c
d
CCC
Qc
Kc
Dungdịch
lỏng,loãng
0
GT GT RTln
G0T RTln Qc RTln
D
a
b
CACB
Khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng: GT = 0
c
d
CCCD
0
GT RT ln
RT ln KC
a
b
CACB
cb
Kp = f(bc pư, T) Kp f(C)
Q
K
GT RTln
. 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)
H2098pu 58,040kJ vàS0298pu 176,6J / K
ở 298K khi biết
Giải:
Tải về để xem bản đầy đủ
27 trang
16/04/2022
1120
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Hóa đại cương - Chương 6: Cân bằng hóa học - Nguyễn Minh Kha", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_hoa_dai_cuong_chuong_vi_can_bang_hoa_hoc_nguyen_mi.pdf
