Bài 7 trang 217 SGK Hóa 10 Nâng cao: Cho 0,1 mol CaCO3 (r) vào bình chân không dung tích 1 lít để thực hiện phản ứng sau:...

Cho 0,1 mol CaCO₃(r) vào bình chân không dung tích 1 lít để thực hiện phản ứng sau: 

$CaC{O_3}\left( r \right)\,\, \mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over {\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} \,\,CaO\left( r \right) + C{O_2}\left( k \right)$

Ở nhiệt độ 820⁰C, hằng số cân bằng ${K_c} = 4,{28.10^{ - 3}}$

Ở nhiệt độ 880⁰C, hằng số cân bằng ${K_c} = 1,{06.10^{ - 2}}$

Tính hiệu suất chuyển hóa CaCO₃ thành CaO và CO₂ (%CaCO₃ bị phân hủy) khi đạt đến trạng thái cân bằng ở hai nhiệt độ trên. So sánh các kết quả thu được hãy rút ra kết luận và giải thích.

Phản ứng xảy ra: 

$CaC{O_{3\,\left( r \right)}}\,\, \mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over {\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} \,\,Ca{O_{\left( r \right)}} + C{O_{2\left( k \right)}};\,\,K = \left[ {C{O_2}} \right]$

+ Ở nhiệt độ 820⁰C: ${K_c} = 4,{28.10^{ - 3}},$  do đó $\left[ {C{O_2}} \right] = 4,{28.10^{ - 3}}\,\,\left( {mol/l} \right)$

$\Rightarrow H\%  = {{4,{{28.10}^{ - 3}}} \over {0,1}}.100 = 4,28\%$

+ Ở nhiệt độ 880⁰C: ${K_c} = 1,{06.10^{ - 2}},$  do đó $\left[ {C{O_2}} \right] = 1,{06.10^{ - 2}}\,\,\left( {mol/l} \right)$

$\Rightarrow H\%  = {{1,{{06.10}^{ - 3}}} \over {0,1}}.100 = 10,6\%$

Vậy ở nhiệt độ cao hơn, lượng CaO, CO₂ tạo thành theo phản ứng nhiều hơn, nghĩa là ở nhiệt độ cao hơn, hiệu suất chuyển hóa CaCO₃ thành CaO và CO₂ lớn hơn.

Giải thích: Phản ứng nung vôi là phản ứng thu nhiệt. Cân bằng phản ứng dịch chuyển theo chiều thuận khi tăng nhiệt độ.