Trang chủ Lớp 11 SGK Hóa học 11 - Cánh diều Viết biểu thức hằng số cân bằng KCcho phản ứng thuận nghịch:...

Viết biểu thức hằng số cân bằng KCcho phản ứng thuận nghịch: a, N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) b...

Giải chi tiết câu hỏi trang 9 Bài 1. Mở đầu về cân bằng hóa học sách Hóa học 11 - Cánh diều
Câu hỏi 1: Viết biểu thức hằng số cân bằng KCcho phản ứng thuận nghịch:

a, N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)

b, CaCO3 (s) ⇌ CaO (s) + CO2 (g)

Method - Phương pháp giải/Hướng dẫn/Gợi ý

Với một phản ứng thuận nghịch bất kì:

aA + bB ⇌ mM + nM

KC được gọi là hằng số cân bằng (tính theo nồng độ mol), giá trị của KC chỉ phụ thuộc vào bản chất của các chất trong cân bằng và nhiệt độ.

Khi đó biểu thức tính KC như sau: \[{{\rm{K}}_{\rm{C}}}{\rm{ = }}\frac{{{{{\rm{[M]}}}^{\rm{m}}}{{{\rm{[N]}}}^{\rm{n}}}}}{{{{{\rm{[A]}}}^{\rm{a}}}{{{\rm{[B]}}}^{\rm{b}}}}}\]

Trong đó: a, b, m, n lần lượt là hệ số tỉ lượng tương ứng của các chất A, B, M, N trong phương trình hoá học; [A], [B], [M], [N] lần lượt là nồng độ mol của các chất A, B, M, N ở trạng thái cân bằng.

Lưu ý: Trong công thức tính hằng số cân bằng KC, chỉ xét những chất ở thể khí và chất tan trong dung dịch.

Answer - Lời giải/Đáp án

a) a, N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)

\[{{\rm{K}}_{\rm{C}}}{\rm{ = }}\frac{{{{{\rm{[N}}{{\rm{H}}_3}{\rm{]}}}^2}}}{{{\rm{[}}{{\rm{N}}_2}{\rm{][}}{{\rm{H}}_2}{{\rm{]}}^3}}}\]

b) CaCO3 (s) ⇌ CaO (s) + CO2 (g)

\[{{\rm{K}}_{\rm{C}}}{\rm{ = [C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}{\rm{]}}\]

Câu hỏi 2: Viết biểu thức hằng số cân bằng KCcho phản ứng (*), (**) dưới đây.

H2 (g) + I2 (g) ⇌ 2HI(g) (*)

1/2 H2(g) + 1/2 I2 (g) ⇌ HI (g) (**)

Theo em, giá trị hai hằng số cân bằng này có bằng nhau không?

Method - Phương pháp giải/Hướng dẫn/Gợi ý

Với một phản ứng thuận nghịch bất kì:

aA + bB ⇌ mM + nM

KC được gọi là hằng số cân bằng (tính theo nồng độ mol), giá trị của KC chỉ phụ thuộc vào bản chất của các chất trong cân bằng và nhiệt độ.

Khi đó biểu thức tính KC như sau: \({{\rm{K}}_{\rm{C}}}{\rm{ = }}\frac{{{{{\rm{(M)}}}^{\rm{m}}}{{{\rm{(N)}}}^{\rm{n}}}}}{{{{{\rm{(A)}}}^{\rm{a}}}{{{\rm{(B)}}}^{\rm{b}}}}}\)

Trong đó: a, b, m, n lần lượt là hệ số tỉ lượng tương ứng của các chất A, B, M, N trong phương trình hoá học; (A), (B), (M), (N) lần lượt là nồng độ mol của các chất A, B, M, N ở trạng thái cân bằng.

Lưu ý: Trong công thức tính hằng số cân bằng KC, chỉ xét những chất ở thể khí và chất tan trong dung dịch.

Answer - Lời giải/Đáp án

- Trong phản ứng (*): \({{\rm{K}}_{\rm{C}}}{\rm{ = }}\frac{{{{{\rm{(HI)}}}^{\rm{2}}}}}{{{\rm{(}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{)(}}{{\rm{I}}_{\rm{2}}}{\rm{)}}}}\)

- Trong phản ứng (**): \({{\rm{K}}_{\rm{C}}}{\rm{ = }}\frac{{{\rm{(HI)}}}}{{{{{\rm{(}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{)}}}^{\frac{1}{2}}}{{{\rm{(}}{{\rm{I}}_{\rm{2}}}{\rm{)}}}^{\frac{1}{2}}}}}\)

Giá trị hai hằng số cân bằng này không bằng nhau.

Câu hỏi 3: Trong công nghiệp, hydrogen được sản xuất từ phản ứng:

CH4 (g) + H2O (g) ⇌ 3H2 (g) + CO (g)

a) Tính hằng số cân bằng KC của phản ứng trên ở 760 °C.

Biết ở nhiệt độ này, tất cả các chất đều ở thể khí và nồng độ mol của CH4, H2O, H2 và CO ở trạng thái cần bằng lần lượt là 0,126 M;0,242 M; 1,150 M và 0,126 M.

b*) Ở 760 °C, giả sử ban đầu chỉ có CH4, H2O có nồng độ bằng nhau và bằng x M. Xác định x, biết nồng độ của H2 ở trạng thái cân bằng là 0,6 M.

Method - Phương pháp giải/Hướng dẫn/Gợi ý

Với một phản ứng thuận nghịch bất kì:

aA + bB ⇌ mM + nM

KC được gọi là hằng số cân bằng (tính theo nồng độ mol), giá trị của KC chỉ phụ thuộc vào bản chất của các chất trong cân bằng và nhiệt độ.

Khi đó biểu thức tính KC như sau: \[{{\rm{K}}_{\rm{C}}}{\rm{ = }}\frac{{{{{\rm{[M]}}}^{\rm{m}}}{{{\rm{[N]}}}^{\rm{n}}}}}{{{{{\rm{[A]}}}^{\rm{a}}}{{{\rm{[B]}}}^{\rm{b}}}}}\]

Trong đó: a, b, m, n lần lượt là hệ số tỉ lượng tương ứng của các chất A, B, M, N trong phương trình hoá học; (A), (B), (M), (N) lần lượt là nồng độ mol của các chất A, B, M, N ở trạng thái cân bằng.

Lưu ý: Trong công thức tính hằng số cân bằng KC, chỉ xét những chất ở thể khí và chất tan trong dung dịch.

Answer - Lời giải/Đáp án

a) \[{{\rm{K}}_{\rm{C}}}{\rm{ = }}\frac{{{{{\rm{[}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{]}}}^{\rm{3}}}{\rm{[CO]}}}}{{{\rm{[C}}{{\rm{H}}_{\rm{4}}}{\rm{][}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O]}}}} = \frac{{{{1,150}^3}.0,126}}{{0,126.0,242}} \approx 6,285\]

b) CH4 (g) + H2O (g) ⇌ 3H2 (g) + CO (g)

Ban đầu: x x

Phản ứng: 0,2 ← 0,2 ← 0,6 → 0,2

Cân bằng: (x – 0,2) (x - 0,2) 0,6 0,2

Ở 760 °C:

\[\begin{array}{l}{{\rm{K}}_{\rm{C}}}{\rm{ = }}6,285\\ \Leftrightarrow \frac{{{{{\rm{[}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{]}}}^{\rm{3}}}{\rm{[CO]}}}}{{{\rm{[C}}{{\rm{H}}_{\rm{4}}}{\rm{][}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O]}}}} = 6,285\\ \Leftrightarrow \frac{{{{0,6}^3}.0,2}}{{(x - 0,2)(x - 0,2)}} = 6,285\\ \Rightarrow x \approx 0,283(M)\end{array}\]