Câu hỏi/bài tập:
Cho phản ứng thuận nghịch sau: \[{{\rm{H}}_{\rm{2}}}\left( g \right) + {{\rm{I}}_{\rm{2}}}\left( g \right){\rm{ }} \mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over{\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} 2{\rm{HI}}\left( g \right)\]
Ở 430 °C, nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng là: [H2] = [I2] = 0,107 mol/L; [HI] = 0,786 mol/L.
a) Tính hằng số cân bằng (KC) của phản ứng ở 430 °C.
b) Nếu cho 2 mol H2 và 2 mol I2 vào bình kín dung tích 10 lít, giữ bình ở 430 °C thì nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng là bao nhiêu?
Tổng quát, nếu có phản ứng thuận nghịch sau:
aA+bB\(\mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over{\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} \) cC +dD
Khi phản ứng ở trạng thái cân bằng, ta có: \[{{\rm{K}}_{\rm{C}}}{\rm{ = }}\frac{{{{{\rm{[C]}}}^{\rm{c}}}{{{\rm{[D]}}}^{\rm{d}}}}}{{{{{\rm{[A]}}}^{\rm{a}}}{{{\rm{[B]}}}^{\rm{b}}}}}\]
Trong đó [A], [B], [C] và [D] là nồng độ mol các chất A, B, C và D ở trạng thái cân bằng; a, b, c và d là hệ số tỉ lượng các chất trong phương trình hoá học. Chất rắn không xuất hiện trong biểu thức hằng số cân bằng.
Advertisements (Quảng cáo)
a) Hằng số cân bằng (KC) của phản ứng ở 430 °C:
\[{{\rm{K}}_{\rm{C}}} = \frac{{{{[{\rm{HI}}]}^2}}}{{[{{\rm{H}}_{\rm{2}}}][{{\rm{I}}_{\rm{2}}}]}} = \frac{{0,{{786}^2}}}{{0,107 \times 0,107}} \approx 53,96\]
b) Ta có: \[{{\rm{C}}_{{{\rm{H}}_{\rm{2}}}}} = {\rm{ }}{{\rm{C}}_{{{\rm{I}}_{\rm{2}}}}} = \frac{2}{{10}} = 0,2{\rm{ }}({\rm{M}})\];
\[{{\rm{H}}_{\rm{2}}}\left( g \right){\rm{ }} + {\rm{ }}{{\rm{I}}_2}\left( g \right){\rm{ }} \mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over{\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} {\rm{ }}2{\rm{HI}}\left( g \right){\rm{ }}\]
Ban đầu (M): 0,2 0,2 0
Phản ứng (M): x ← x ← 2x
Cân bằng (M): 0,2 – x 0,2 – x 2x
Ở 430 °C °C, ta có: KC = 53,96
\[\begin{array}{l} \Leftrightarrow \frac{{{{[{\rm{HI}}]}^2}}}{{[{{\rm{H}}_{\rm{2}}}][{{\rm{I}}_{\rm{2}}}]}} = 53,96\\ \Leftrightarrow \frac{{{{{\rm{(2x)}}}^2}}}{{(0,2 - {\rm{x}})(0,2 - {\rm{x}})}} = 53,96\\ \Rightarrow {\rm{x}} \approx 0,1572{\rm{ (M)}}\end{array}\]
\[ \Rightarrow \]\[[{{\rm{H}}_{\rm{2}}}] = [{{\rm{I}}_{\rm{2}}}] = 0,2 - 0,1572 = 0,0428{\rm{ }}({\rm{M}});{\rm{ }}[{\rm{HI}}] = 2 \times 0,1572 = 0,3114{\rm{ }}({\rm{M}})\]