Chuyên đề: Tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học - http://www.violet.vn/trinhyenkhanh A. Tãm t¾t lÝ thuyÕt I - Tèc ®é ph¶n øng ho¸ häc 1) Kh¸i niÖm vÒ tèc ®é ph¶n øng ho¸ häc ThÝ dô : XÐt ph¶n øng aA → bB NÕu tÝnh tèc ®é ph¶n øng theo chÊt A : ë thêi ®iÓm t1 chÊt A cã nång ®é C1 mol/lÝt, ë thêi ®iÓm t2 chÊt A cã nång C − C1 ∆C V=− 2 =− ®é C2 mol/lÝt. Tèc ®é trung b×nh cña ph¶n øng lµ : t 2 − t1 ∆t Cßn nÕu tÝnh tèc ®é ph¶n øng theo chÊt B : ë thêi ®iÓm t1 chÊt B cã nång ®é C1’ mol/lÝt, ë thêi ®iÓm t2 chÊt B cã C '−C 1 ' ∆C' V= 2 = nång ®é C2’ mol/lÝt. Tèc ®é trung b×nh cña ph¶n øng lµ : t 2 − t1 ∆t 1 C − C1 1 ∆C 1 C 2 ' − C 1 ' 1 ∆C ' =− . = . = . §Ó tèc ph¶n øng lµ ®¬n gi¸ trÞ ngêi ta sö dông biÓu thøc : V = − . 2 a t 2 − t1 a ∆t b t 2 − t 1 b ∆t 2) C¸c yÕu tè ¶nh hëng ®Õn tèc ®é ph¶n øng - ¶nh hëng cña nång ®é - ¶nh hëng cña ¸p suÊt - ¶nh hëng cña nhiÖt ®é - ¶nh hëng cña diÖn tÝch bÒ mÆt - ¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c - ¶nh hëng cña chÊt øc chÕ ph¶n øng - ¶nh hëng cña c¸c yÕu tè kh¸c II - C©n b»ng ho¸ häc 1) Ph¶n øng mét chiÒu, ph¶n øng thuËn nghÞch vµ c©n b»ng ho¸ häc t0 a) Ph¶n øng mét chiÒu: ThÝ dô : 2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2↑ O2 t¹o ra kh«ng t¸c dông ®îc víi K2MnO4 vµ MnO2 ®Ó t¹o thµnh KMnO4. b) Ph¶n øng thuËn nghÞch: ThÝ dô : H2 + I2 ‡ˆ ˆ† ˆˆ 2HI HI ®îc t¹o thµnh ®ång thêi bÞ ph©n huû sinh ra H2 vµ I2 lµ c¸c chÊt tham gia ph¶n øng. c) C©n b»ng ho¸ häc : Lµ tr¹ng th¸i cña ph¶n øng thuËn nghÞch khi tèc ®é ph¶n øng thuËn b»ng tèc ®é cña ph¶n øng nghÞch. 2) H»ng sè c©n b»ng a) C©n b»ng trong hÖ ®ång thÓ ThÝ dô : hÖ gåm c¸c chÊt khÝ hay hÖ chøa c¸c chÊt tan trong dung dÞch. XÐt ph¶n øng thuËn nghÞch trong hÖ ®ång thÓ : aA + bB ‡ˆ ˆ† ˆˆ cC + dD Trong ®ã A, B, C, D lµ nh÷ng chÊt khÝ hay nh÷ng chÊt tan trong mét dung dÞch. Khi ph¶n øng ë tr¹ng th¸i c©n b»ng ta cã : [C] c [ D ] d KC = [A]a [B]b KC lµ h»ng sè c©n b»ng nång ®é cña ph¶n øng, chØ phô thuéc vµo nhiÖt ®é, kh«ng phô thuéc vµo nång ®é c¸c chÊt ban ®Çu. Chó ý : Gi¸ trÞ cña h»ng sè KC phô thuéc vµo c¸ch viÕt ph¬ng tr×nh ho¸ häc. ThÝ dô : XÐt ph¶n øng ho¸ häc : H2(k) + I2(k) ‡ˆ ˆ† KC ˆˆ 2HI(k) 1 1 H2(k) + I2(k) ‡ˆ ˆ† KC’ ˆˆ HI(k) 2 2 [HI] [HI] 2 KC = ; KC’ = ⇒ KC = (KC’)2 1 1 ; 2 2 [H 2 ].[I 2 ] [H 2 ] .[I 2 ] b) C¸c yÕu tè ¶nh hëng ®Õn c©n b»ng ho¸ häc - ¶nh hëng cña nång ®é. - ¶nh hëng cña ¸p suÊt. - ¶nh hëng cña nhiÖt ®é. - ¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c. ThÝ dô : XÐt c©n b»ng: C(r) + CO2 (k) 2CO2 (k) (∆H > 0) : lµ ph¶n øng thu nhiÖt ‡ˆ ˆ† ˆˆ + Khi ta t¨ng nång ®é CO trong hÖ th× c©n b»ng chuyÓn dÞch sang ph¶i ®Ó lµm gi¶m nång ®é CO trong hÖ. HoÆc khi gi¶m nång ®é CO2 c©n b»ng còng chuyÓn dÞch sang ph¶i ®Ó t¨ng nång ®é CO2 trong hÖ ®Ó ®¶m b¶o cho [CO 2 ] 2 KC = = h»ng sè. [CO] Cßn khi thªm hay bít C th× c©n b»ng kh«ng thay ®æi v× lîng C kh«ng cã mÆt trong biÓu thøc h»ng sè c©n b»ng. + Khi ta t¨ng ¸p suÊt cña hÖ th× c©n b»ng chuyÓn dÞch sang tr¸i ®Ó lµm gi¶m ¸p suÊt cña hÖ. + Khi t¨ng nhiÖt ®é, c©n b»ng chuyÓn dÞch sang ph¶i ®Ó t¨ng nång ®é CO2. Trên bước đường thành công không có dấu chân của những kẻ lười biếng! 1 Chuyên đề: Tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học - http://www.violet.vn/trinhyenkhanh Nguyªn lÝ chuyÓn dÞch c©n b»ng (Nguyªn lÝ L¬ Sa-t¬-li-ª) : “Mét ph¶n øng thuËn nghÞch ®ang ë tr¹ng th¸i c©n b»ng, khi chÞu mét t¸c ®éng bªn ngoµi nh biÕn ®æi nång ®é, ¸p suÊt, nhiÖt ®é sÏ chuyÓn dÞch c©n b»ng theo chiÒu lµm gi¶m t¸c ®éng bªn ngoµi ®ã”. B. PhÇn bµi tËp I.Bộ GD-ĐT 7.1 Chän c©u ®óng trong c¸c c©u sau : A. Tèc ®é ph¶n øng lµ ®é biÕn thiªn sè mol cña mét chÊt trong c¸c chÊt ph¶n øng hoÆc s¶n phÈm trong mét ®¬n vÞ thêi gian. B. Tèc ®é ph¶n øng lµ ®é biÕn thiªn nång ®é cña mét trong c¸c chÊt ph¶n øng hoÆc s¶n phÈm trong mét ®¬n vÞ thêi gian. C. Tèc ®é ph¶n øng lµ ®é biÕn thiªn nång ®é cña c¸c chÊt trong c¸c chÊt ph¶n øng hoÆc s¶n phÈm trong mét ®¬n vÞ thêi gian. D. Tèc ®é ph¶n øng lµ ®é biÕn thiªn sè mol cña c¸c chÊt trong c¸c chÊt ph¶n øng hoÆc s¶n phÈm trong mét ®¬n vÞ thêi gian. 7.2 Chän ph¬ng ¸n m« t¶ ®Çy ®ñ nhÊt c¸c yÕu tè ¶nh hëng ®Õn tèc ®é ph¶n øng. A. Nång ®é, nhiÖt ®é, chÊt xóc t¸c, ¸p suÊt. B. Nång ®é, nhiÖt ®é, chÊt xóc t¸c. C. Nång ®é, nhiÖt ®é, chÊt xóc t¸c, ¸p suÊt, tèc ®é khuÊy trén, khèi lîng chÊt r¾n. D. Nång ®é, nhiÖt ®é, chÊt xóc t¸c, ¸p suÊt, tèc ®é khuÊy trén, diÖn tÝch bÒ mÆt chÊt r¾n. 7.3 Cho ph¶n øng hãa häc sau : 2HI ‡ˆ ˆ† (1) ˆˆ H2 + I2 KÕt luËn nµo sau ®©y lµ ®óng ®èi víi ph¶n øng hãa häc (1) : A. Tèc ®é ph¶n øng tõ tr¸i sang ph¶i t¨ng khi thªm HI vµo trong b×nh ph¶n øng. B. Tèc ®é ph¶n øng tõ tr¸i sang ph¶i t¨ng khi t¨ng ¸p suÊt chung cña hÖ. C. Tèc ®é ph¶n øng tõ tr¸i sang ph¶i kh«ng thay ®æi khi thªm hay bít HI vµo trong b×nh ph¶n øng. D. C¶ A vµ B. 7.4 Cho ph¶n øng hãa häc sau : A(r) + B(r) → C (r) + D (r) (1) KÕt luËn nµo sau ®©y lµ ®óng ®èi víi ph¶n øng hãa häc (1) ? A. Tèc ®é ph¶n øng t¨ng khi thªm lîng A, B vµo trong b×nh ph¶n øng. B. Tèc ®é ph¶n øng gi¶m khi t¨ng thªm lîng chÊt C, D vµo trong b×nh ph¶n øng. C. Tèc ®é ph¶n øng t¨ng khi t¨ng ¸p suÊt chung cña hÖ. D. C¶ A, B, C ®Òu ®óng. P, xóc t¸c 7.5 Ph¶n øng tæng hîp amoniac 2N2(k) + 3H2(k) 2NH3(k) cã øng dông quan träng trong c«ng nghiÖp ho¸ chÊt. Tõ amoniac, ngêi ta s¶n xuÊt ph©n ®¹m, axit nitric, thuèc næ… Hái tèc ®é cña ph¶n øng tæng hîp amoniac sÏ t¨ng bao nhiªu lÇn nÕu t¨ng nång ®é hi®ro lªn 2 lÇn khi nhiÖt ®é cña ph¶n øng ®îc gi÷ nguyªn ? A. 2 lÇn. B. 4 lÇn. C. 8 lÇn. D. 16 lÇn. 7.6 Gi¶i thÝch t¹i sao nhiÖt ®é cña ngän löa axetilen ch¸y trong oxi cao h¬n nhiÒu so víi ch¸y trong kh«ng khÝ. 7.7 Khi tiÕp thªm cñi vµo bÕp löa ®Ó cho löa m¹nh h¬n, ta nªn chän ph¬ng ¸n nµo sau ®©y ? A. Bá mét thanh cñi to vµo bÕp. B. ChÎ máng thanh cñi ra råi cho vµo bÕp. H·y chän mét trong hai ph¬ng ¸n trªn vµ gi¶i thÝch cho sù lùa chän ®ã. Tõ ®ã, cã thÓ kÕt luËn tèc ®é ph¶n øng phô thuéc yÕu tè nµo ? 7.8 V× sao nguyªn liÖu cho nung v«i lµ ®¸ v«i vµ than ®¸ l¹i ph¶i ®Ëp ®Õn mét kÝch cì thÝch hîp, kh«ng ®Ó to qu¸ hoÆc nhá qu¸. 7.9 a) V× sao ®Ó nung g¹ch, ngãi ngêi ta thêng xÕp g¹ch, ngãi méc xen lÉn víi c¸c b¸nh than? b) Khãi tho¸t ra tõ lß nung g¹ch cã lµm « nhiÔm m«i trêng kh«ng ? V× sao ? 7.10 V× sao trong c¸c viªn than tæ ong, ngêi ta t¹o ra c¸c hµng lç rçng ? Gi¶i thÝch v× sao khi nhãm lß than ngêi ta ph¶i qu¹t giã vµo lß b»ng qu¹t tay hoÆc qu¹t m¸y, cßn khi ñ bÕp than, ngêi ta ®Ëy n¾p lß than. 7.11 Cho ph¶n øng: A(k) + B(k) → C(k) . Tèc ®é ph¶n øng ®îc tÝnh theo ph¬ng tr×nh : V = k.[A].[B]. Gi÷ nång ®é c¸c chÊt kh«ng ®æi trong c¸c thÝ nghiÖm sau: - Thùc hiÖn ph¶n øng trªn ë 398oC th× ph¶n øng sÏ kÕt thóc trong 1 phót 36 gi©y. - Thùc hiÖn ph¶n øng trªn ë 448OC th× ph¶n øng sÏ kÕt thóc trong 0 phót 3 gi©y. a) NÕu t¨ng nhiÖt ®é cña ph¶n øng lªn 100C th× tèc ®é ph¶n øng t¨ng lªn bao nhiªu lÇn ? BiÕt r»ng T2 − T1 .γ 10 (γ gäi lµ hÖ sè nhiÖt cña ph¶n øng hay sè lÇn tèc ®é ph¶n øng t¨ng khi t¨ng nhiÖt ®é thªm 10 k T2 = k T2 ®é). b) NÕu thùc hiÖn ph¶n øng trªn ë 378oC th× tèc ®é ph¶n øng sÏ t¨ng bao nhiªu lÇn so víi ph¶n øng ë 398oC vµ sÏ kÕt thóc trong thêi gian bao l©u ? 7.12 Ngêi ta tiÕn hµnh x¸c ®Þnh tèc ®é ph¶n øng ë T(K) cña ph¶n øng : 2NO + 2H2 → N2 + 2H2O Thu ®îc c¸c sè liÖu thÝ nghiÖm nh sau. ThÝ Nång ®é ®Çu cña Nång ®é ®Çu cña Tèc ®é ®Çu cña ph¶n øng nghiÖm NO (mol/lÝt) H2 (mol/lÝt) (mol.lit-1.s-1) 1 0,50 1,00 0,050 2 1,00 1,00 0,200 3 1,00 2,00 V 4 1,25 A 0,125 Trên bước đường thành công không có dấu chân của những kẻ lười biếng! 2 Chuyên đề: Tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học - http://www.violet.vn/trinhyenkhanh X¸c ®Þnh h»ng sè tèc ®é cña ph¶n øng (lit2.mol-2.s) vµ viÕt biÓu thøc tÝnh tèc ®é ph¶n øng trªn theo thùc nghiÖm ë T(K). Tèc ®é ph¶n øng trªn tÝnh theo biÓu thøc : V = k.[NO]a.[H2]b TÝnh c¸c gi¸ trÞ a vµ V. 7.13 Cho ph¶n øng ph©n huû khÝ A sau : A(k) → 2B(k) + C(k) XuÊt ph¸t tõ khÝ A nguyªn chÊt, trong b×nh kÝn vµ gi÷ nhiÖt ®é kh«ng ®æi trong thÝ nghiÖm. Sau thêi gian 10 phót, ¸p suÊt trong b×nh lµ 176mmHg vµ sau thêi gian rÊt dµi (ph¶n øng hoµn toµn) th× ¸p suÊt trong b×nh lµ 270mmHg. a) TÝnh ¸p suÊt ban ®Çu cña khÝ A. b) TÝnh ¸p suÊt riªng phÇn cña A sau 10 phót. 7.14 KhÝ N2O4 kÐm bÒn, bÞ ph©n li theo ph¬ng tr×nh ho¸ häc sau : N2O4 ‡ˆ ˆ† (1) ˆˆ 2NO2 BiÕt r»ng, t¹i thêi ®iÓm c©n b»ng tæng nång ®é cña c¸c chÊt trong hÖ lµ 0,001M. Khi kh¶o s¸t ë c¸c nhiÖt ®é kh¸c nhau, kÕt qu¶ thùc nghiÖm nh sau : NhiÖt ®é (0C) 35 45 Khèi lîng mol ph©n tö trung b×nh cña hçn hîp (g) 72,45 66,80 a) H·y x¸c ®Þnh ®é ph©n li cña N2O4 vµ tÝnh h»ng sè c©n b»ng cña ph¶n øng (1) ë c¸c nhiÖt ®é trªn. b) Ph¶n øng trªn lµ táa nhiÖt hay thu nhiÖt. 7.15 Cho 14,224g I2 vµ 0,112g H2 vµo b×nh cã dung tÝch 1,12 lit ë 400oC. Tèc ®é ®Çu cña ph¶n øng lµ Vo = 9.105mol.lit-1.phót-1, sau mét thêi gian (thêi ®iÓm t) nång ®é mol [HI] lµ 0,04mol.lit-1 vµ khi ph¶n øng H + I  2HI 2 2 ®¹t c©n b»ng th× nång ®é [HI] = 0,06mol.lit-1. BiÕt tèc ®é ph¶n øng trªn ®îc tÝnh theo biÓt thøc : VthuËn = kt. C I 2 .C H2 ; VnghÞch = kn.CHI2. a) TÝnh h»ng sè tèc ®é cña ph¶n øng thuËn vµ ph¶n øng nghÞch. ViÕt ®¬n vÞ cña c¸c ®¹i lîng tÝnh ®îc. b) Tèc ®é t¹o thµnh HI t¹i thêi ®iÓm t lµ bao nhiªu ? 7.16 XÐt ph¶n øng : 2A + B  C + D. Tèc ®é ph¶n øng ®îc tÝnh theo biÓu thøc : V = kt. C xA .C yB , trong ®ã kt lµ h»ng sè tèc ®é ph¶n øng theo ®¬n vÞ (thø nguyªn) mol-1.lit.s-1. KÕt qu¶ mét sè thÝ nghiÖm nh sau: ThÝ NhiÖt ®é (oC) Nång ®é ®Çu Nång ®é ®Çu Tèc ®é ®Çu cña ph¶n nghiÖm cña A (mol/lÝt) cña B (mol/lÝt) øng (mol.lit-1.s-1) 1 25 0,25 0,75 4,0.10-4 2 25 0,75 0,75 1,2.10-3 3 55 0,25 1,50 6,4.10-3 X¸c ®Þnh gi¸ trÞ x (bËc ph¶n øng theo A), y (bËc cña ph¶n øng theo B) vµ h»ng sè tèc ®é k cña ph¶n øng ë 25oC. Tèc ®é ph¶n øng t¨ng bao nhiªu lÇn nÕu t¨ng nhiÖt ®é cña ph¶n øng tõ 25oC lªn 55oC ? 7.17 LuyÖn gang tõ quÆng, ngêi ta sö dông ph¶n øng khö s¾t oxit b»ng cacbon monooxit (CO). T¹i sao trong thµnh phÇn cña khÝ lß cao cã CO ? A. Do lß x©y cha ®ñ ®é cao. B. Do thêi gian tiÕp xóc cña quÆng s¾t víi CO cha ®ñ. C. Do nhiÖt ®é cña ph¶n øng ho¸ häc cha ®ñ. D. Do ph¶n øng ho¸ häc lµ thuËn nghÞch. 7.18 Trong ph¶n øng oxi ho¸ SO2 thµnh SO3 dïng trong nhµ m¸y s¶n xuÊt axit sunfuric, ngêi ta ®· sö dông nh÷ng biÖn ph¸p nµo sau ®©y ®Ó cã hiÖu qu¶ kinh tÕ cao nhÊt ? A. Lµm l¹nh hçn hîp c¸c chÊt ph¶n øng ®Ó c©n b»ng chuyÓn dÞch sang chiÒu thuËn, v× ph¶n øng to¶ nhiÖt. B. Dïng chÊt xóc t¸c V2O5 ®Ó t¨ng tèc ®é ph¶n øng. C. Dïng d oxi ®Ó c©n b»ng chuyÓn sang chiÒu thuËn vµ chän nhiÖt ®é thÝch hîp. D. C¶ B, C ®Òu ®óng. 7.19 HiÖn nay, khi gi¸ nhiªn liÖu tõ dÇu má t¨ng cao (~ 70 USD/thïng dÇu th«), th× viÖc sö dông c¸c nhiªn liÖu thay thÕ lµ rÊt cÇn thiÕt. Trong c«ng nghiÖp, ®Ó ®iÒu chÕ khÝ than ít, mét nhiªn liÖu khÝ, ngêi ta thæi h¬i níc qua than ®¸ ®ang nãng ®á. Ph¶n øng ho¸ häc x¶y ra nh sau : C (r) + H2O (k)  CO(k) + H2 (k) ∆H = 131kJ §iÒu kh¼ng ®Þnh nµo sau ®©y lµ ®óng ? A. T¨ng ¸p suÊt chung cña hÖ lµm c©n b»ng kh«ng thay ®æi. B. T¨ng nhiÖt ®é cña hÖ lµm c©n b»ng chuyÓn sang chiÒu thuËn. C. Dïng chÊt xóc t¸c lµm c©n b»ng chuyÓn sang chiÒu thuËn. D. T¨ng nång ®é hi®ro lµm c©n b»ng chuyÓn sang chiÒu thuËn. 7.20 H·y gi¶i thÝch r»ng ngêi ta ®· lîi dông yÕu tè nµo ®Ó t¨ng tèc ®é ph¶n øng trong c¸c trêng hîp sau : a) Dïng kh«ng khÝ nÐn, nãng thæi vµo lß cao ®Ó ®èt ch¸y than cèc (trong s¶n xuÊt gang). b) Nung ®¸ v«i ë nhiÖt ®é cao (~ 900 - 950oC) ®Ó s¶n xuÊt v«i sèng. c) NghiÒn nguyªn liÖu tríc khi ®a vµo lß nung ®Ó s¶n xuÊt clanhke (trong s¶n xuÊt xi m¨ng). 7.21 Ph¶n øng ho¸ häc tæng hîp amoniac : N2 + 3H2 ‡ˆ ˆ† ˆˆ 2NH3 víi ∆H < 0 §Ó t¨ng hiÖu suÊt cña qu¸ tr×nh tæng hîp amoniac, ngêi ta tiÕn hµnh ph¶n øng ë 400 – 5000C, díi ¸p suÊt cao (100 – 150atm) vµ dïng s¾t ho¹t ho¸ xóc t¸c. H·y gi¶i thÝch. 7.22 ViÕt ph¬ng tr×nh nhiÖt ho¸ häc cña ph¶n øng ph©n huû ®¸ v«i, biÕt r»ng ®Ó thu ®îc 11,2g v«i sèng ta ph¶i cung cÊp mét lîng nhiÖt lµ 28,92kJ. 7.23 Nªu nguyªn lÝ L¬ Sa-t¬-li-ª. Gi¶i thÝch c©u “C©n b»ng ho¸ häc lµ c©n b»ng ®éng”. Nªu nh÷ng ®iÓm cÇn lu ý khi xÐt c¸c yÕu tè ¶nh hëng ®Õn chuyÓn dÞch c©n b»ng. 7.24 Ph¶n øng ®iÒu chÕ hi®ro clorua : H2 + Cl2 ‡ˆ ˆ† ˆˆ 2HCl + 184,2kJ. a) §Ó lµm chuyÓn dÞch c©n b»ng theo híng t¹o ra nhiÒu hi®ro clorua h¬n, ta nªn t¸c ®éng vµo hÖ nh÷ng yÕu tè nµo ? Gi¶i thÝch. Trên bước đường thành công không có dấu chân của những kẻ lười biếng! 3 Chuyên đề: Tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học - http://www.violet.vn/trinhyenkhanh b) §Ó ®èt ch¸y hoµn toµn clo, ngêi ta thêng dïng d 10% hi®ro so víi lîng cÇn thiÕt. VËy ®Ó thu ®îc 90m3 khÝ hi®ro clorua, ngêi ta cÇn dïng bao nhiªu m3 hi®ro vµ clo? 7.25 Ngêi ta tiÕn hµnh ph¶n øng hãa este sau ë nhiÖt ®é thÝch hîp : CH3COOH + C2H5OH ‡ˆ ˆ† ˆˆ CH3COOC2H5 + H2O (1) 2 NÕu ban ®Çu lÊy 1mol CH3COOH vµ 1mol C2H5OH th× khi ®¹t ®Õn c©n b»ng thu ®îc mol este CH3COOC2H5. 3 a) Ngêi ta cã thÓ thu ®îc bao nhiªu mol este t¹i thêi ®iÓm c©n b»ng nÕu ban ®Çu lÊy 1mol CH3COOH vµ 2mol C2H5OH ? b) CÇn lÊy bao nhiªu mol CH3COOH cho t¸c dông víi 1 mol C2H5OH ®Ó hiÖu suÊt t¹o este ®¹t 75% ? 7.26 ë 500C, ®é ph©n li α cña khÝ N2O4 thµnh khÝ NO2 b»ng 63% khi nång ®é ban ®Çu cña N2O lµ 10-2mol/lÝt. X¸c ®Þnh h»ng sè c©n b»ng KC, tÝnh ¸p suÊt chung cña hÖ vµ ¸p suÊt riªng phÇn cña c¸c chÊt t¹i thêi ®iÓm c©n b»ng nÕu cho 0,92g N2O4 vµo mét b×nh kÝn thÓ tÝch 2,0 lÝt kh«ng chøa kh«ng khÝ ë 50oC. p 2SO 3 7.27 ë 1000K, ph¶n øng 2SO2 + O2  2SO3 cã h»ng sè c©n b»ng KP = = 3,50. TÝnh ¸p suÊt riªng p O2 .p 2SO 2 lóc c©n b»ng cña SO2 vµ SO3 nÕu ¸p suÊt chung cña hÖ b»ng 1atm vµ ¸p suÊt c©n b»ng cña O2 b»ng 0,1atm. 0 7.28 C©n b»ng cña ph¶n øng NH4HS (r) ‡ˆ ˆ† ˆˆ NH3 (k) + H2S (k) ®îc thiÕt lËp ë 200 C trong mét thÓ tÝch V. Ph¶n øng ®· cho lµ thu nhiÖt. Cho biÕt ¸p suÊt riªng cña NH3 sÏ thay ®æi thÕ nµo khi c©n b»ng ®îc t¸i lËp sau khi : a) Thªm NH3 ; b) Thªm H2S ; c) Thªm NH4HS ; d) T¨ng nhiÖt ®é ; e) ¸p suÊt toµn phÇn t¨ng do thªm Ar vµo hÖ ; f) ThÓ tÝch b×nh t¨ng tíi 2V. p 2CO 7.29 Ph¶n øng C(r) + CO2 (k) 2CO (k) x¶y ra ë 1090K víi h»ng sè c©n b»ng KP = =10. p CO2 a) T×m hµm lîng khÝ CO trong hçn hîp c©n b»ng, biÕt ¸p suÊt chung cña hÖ lµ 1,5atm. b) §Ó cã hµm lîng CO b»ng 50% vÒ thÓ tÝch th× ¸p suÊt chung lµ bao nhiªu ? 7.30 Mét b×nh 5,0 lÝt chøa 1,0mol HI tån t¹i ë d¹ng khÝ ®îc ®un nãng tíi 8000C. X¸c ®Þnh phÇn tr¨m ph©n li cña –4 HI ë 8000C theo ph¶n øng : 2HI (k) ‡ˆ ˆ† ˆˆ H2(k) + I2 (k). BiÕt KC = 6,34. 10 7.31 Ngêi ta tiÕn hµnh ph¶n øng PCl5 ‡ˆ ˆ† ˆˆ PCl3 + Cl2 víi 0,3mol PCl5 ; ¸p suÊt ®Çu lµ 1atm. Khi c©n b»ng ®îc thiÕt lËp, ¸p suÊt ®o ®îc b»ng 1,25atm (V,T = const). a) TÝnh ®é ph©n li vµ ¸p suÊt riªng cña tõng cÊu tö. b) ThiÕt lËp biÓu thøc liªn hÖ gi÷a ®é ph©n li vµ ¸p suÊt chung cña hÖ. 7.32 Ph¶n øng CO(K)+ Cl2 (K) ‡ˆ ˆ† ˆˆ COCl2 (K) ®îc thùc hiÖn trong b×nh kÝn ë nhiÖt ®é kh«ng ®æi, nång ®é ban ®Çu cña CO vµ Cl2 b»ng nhau vµ b»ng 0,4mol/lÝt. TÝnh h»ng sè c©n b»ng cña ph¶n øng, biÕt r»ng khi hÖ ®¹t tíi c©n b»ng th× chØ cßn 50% lîng CO ban ®Çu. Sau khi c©n b»ng ®îc thiÕt lËp, ta thªm 0,1mol CO vµo 1 lÝt hçn hîp. TÝnh nång ®é c¸c chÊt lóc c©n b»ng míi thiÕt lËp. 7.33 TØ khèi h¬i cña s¾t(III) clorua khan so víi kh«ng khÝ ë nhiÖt ®é 4570C lµ 10,50 vµ ë 5270C lµ 9,60 v× tån t¹i c©n b»ng : 2FeCl3 (k) ‡ˆ ˆ† ˆˆ Fe2Cl6 (k). a) TÝnh % sè mol Fe2Cl6 ë hai nhiÖt ®é trªn t¹i thêi ®iÓm c©n b»ng. b) Ph¶n øng trªn lµ thu nhiÖt hay to¶ nhiÖt ? T¹i sao ? 7.34 Khi ®un nãng NO2 trong mét b×nh kÝn cã dung tÝch kh«ng ®æi ®Õn toC, cã c©n b»ng : 2NO2  2NO + O2 (c¸c chÊt ®Òu ë thÓ khÝ). TÝnh h»ng sè c©n b»ng KC cña ph¶n øng, biÕt nång ®é ®Çu cña NO2 lµ 0,3mol/lÝt, nång ®é O2 lóc c©n b»ng lµ 0,12mol/lÝt. 7.35 Trong mét b×nh kÝn cã dung tÝch kh«ng ®æi, ngêi ta thùc hiÖn ph¶n øng : N2 + 3H2 ‡ˆ ˆ† ˆˆ 2NH3 ë nhiÖt ®é thÝ nghiÖm, khi ph¶n øng ®¹t tíi c©n b»ng ta cã pN2 = 0,38atm ; pH2 = 0,4atm ; pNH3 = 2atm. TÝnh KP. Hót bít H2 ra khái b×nh mét lîng cho ®Õn khi ¸p suÊt riªng phÇn cña N2 ë tr¹ng th¸i c©n b»ng míi lµ 0,45atm th× dõng l¹i. TÝnh ¸p suÊt riªng phÇn cña H2 vµ NH3 ë tr¹ng th¸i c©n b»ng míi, biÕt r»ng nhiÖt ®é cña ph¶n øng kh«ng ®æi. 7.36 N¹p a mol O2 vµ 2a mol SO2 ë 100oC, ¸p suÊt P =10atm (cã xóc t¸c lµ V2O5) vµo b×nh. Nung nãng b×nh lªn mét thêi gian sau ®ã lµm nguéi vÒ 100oC ®îc hçn hîp khÝ A, ¸p suÊt trong b×nh lóc nµy lµ P’. TÝnh P’ vµ dA/H2 theo hiÖu suÊt ph¶n øng. P’ vµ dA/H2 cã gi¸ trÞ trong kho¶ng nµo ? NÕu hiÖu suÊt ph¶n øng nµy lµ 60% th× cÇn thªm bao nhiªu mol O2 vµo hçn hîp ®Ó ®¹t hiÖu suÊt lµ 90% ? 7.37 ë 600K, ph¶n øng H2(k) + CO2(k)  H2O(k) + CO(k) cã nång ®é c©n b»ng cña H2, CO2, H2O vµ CO lÇn lît b»ng 0,600 ; 0,459 ; 0,500 vµ 0,42mol/lÝt. a) T×m KC, Kp cña ph¶n øng. b) NÕu lîng ban ®Çu cña H2 vµ CO2 b»ng nhau vµ b»ng 1mol ®îc ®Æt vµo b×nh 5 lÝt th× nång ®é c©n b»ng c¸c chÊt lµ bao nhiªu ? II. Trắc nghiệm tham khảo C©u hái tr¾c nghiÖm kh¸ch quan: c©n b»ng hãa häc 1. Ph¶n øng tæng hîp NH3 theo ph¬ng tr×nh ho¸ häc : N2 + 3H2 € 2NH3 ∆H < 0 Trên bước đường thành công không có dấu chân của những kẻ lười biếng! 4 Chuyên đề: Tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học - http://www.violet.vn/trinhyenkhanh §Ó c©n b»ng chuyÓn rêi theo chiÒu thuËn cÇn: A. t¨ng ¸p suÊt. B. t¨ng nhiÖt ®é. C. gi¶m nhiÖt ®é. D. A vµ C. 2. Ph¶n øng s¶n xuÊt v«i : CaCO3 (r) € CaO (r) + CO2 (k) ∆H > 0 BiÖn ph¸p kÜ thuËt t¸c ®éng vµo qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ®Ó t¨ng hiÖu suÊt ph¶n øng lµ A. t¨ng nhiÖt ®é. B. t¨ng ¸p suÊt. C. gi¶m ¸p suÊt. D. A vµ C. 3. Ph¶n øng s¶n xuÊt v«i : CaCO3(r) € CaO(r) + CO2(k) ∆ H > 0 H»ng sè c©n b»ng Kp cña ph¶n øng phô thuéc vµo A. ¸p suÊt cña khÝ CO2. B. khèi lîng CaCO3. C. khèi lîng CaO. D. chÊt xóc t¸c. o 4. Cho c©n b»ng : 2NO2 € N2O4 ∆H = −58,04 kJ Nhóng b×nh ®ùng hçn hîp NO2 vµ N2O4 vµo níc ®¸ th× : A. hçn hîp vÉn gi÷ nguyªn mµu nh ban ®Çu. B. mµu n©u ®Ëm dÇn. C. mµu n©u nh¹t dÇn. D. hçn hîp cã mµu kh¸c. 5. Khi t¨ng ¸p suÊt cña hÖ ph¶n øng : CO +H2O € CO2 + H2 th× c©n b»ng sÏ A. chuyÓn rêi theo chiÒu thuËn. B. chuyÓn rêi theo chiÒu nghÞch. C. kh«ng chuyÓn dÞch. D. chuyÓn rêi theo chiÒu thuËn råi c©n b»ng. 6. Cho c©n b»ng ho¸ häc : N2 + O2 € 2NO ∆H > 0 §Ó thu ®îc nhiÒu khÝ NO, ngêi ta : A. t¨ng nhiÖt ®é. B. t¨ng ¸p suÊt. C. gi¶m nhiÖt ®é. D. gi¶m ¸p suÊt. 7. H»ng sè c©n b»ng cña ph¶n øng : N2O4 (k) € 2NO2 (k) lµ 2  NO   NO   NO   2 2 K =  2  A. C. B. D. KÕt qu¶ kh¸c. K=  1 K=   N O  N O 2 N O   2 4  2 4  2 4 8. H»ng sè c©n b»ng KC cña mét ph¶n øng x¸c ®Þnh chØ phô thuéc vµo A. nång ®é cña c¸c chÊt. B. hiÖu suÊt ph¶n øng. C. nhiÖt ®é ph¶n øng. D. ¸p suÊt. 9. ChÊt xóc t¸c lµ A. chÊt lµm t¨ng tèc ®é ph¶n øng. B. chÊt kh«ng thay ®æi khèi lîng tríc vµ sau ph¶n øng. C. chÊt lµm thay ®æi tèc ®é ph¶n øng, nhng khèi lîng kh«ng thay ®æi sau khi ph¶n øng kÕt thóc. D. C¶ A, B, vµ C. 10. Chän ®¸p ¸n ®óng cho c¸c c©u sau : a) Cho ph¶n øng ho¸ häc : A+ B → C + D YÕu tè nµo kh«ng ¶nh hëng ®Õn tèc ®é ph¶n øng ? A. nhiÖt ®é C. nång ®é C vµ D B. chÊt xóc t¸c D. nång ®é A vµ B b) T×m mÖnh ®Ò ®óng : A. §Ó t¨ng tèc ®é ph¶n øng cÇn thay ®æi c¸c yÕu tè nhiÖt ®é, ¸p suÊt, xóc t¸c cho phï hîp. B. §Ó t¨ng tèc ®é ph¶n øng cÇn thay ®æi yÕu tè nång ®é chÊt tham gia hoÆc t¹o thµnh cho phï hîp. C. CÇn ph¶i thay ®æi tÊt c¶ c¸c yÕu tè liªn quan ®Õn ph¶n øng nh nhiÖt ®é, ¸p suÊt, xóc t¸c, nång ®é mét c¸ch phï hîp. D. Cã thÓ thay ®æi mét sè hoÆc tÊt c¶ c¸c yÕu tè liªn quan ®Õn ph¶n øng tuú theo tõng ph¶n øng. 11. Chän ®¸p ¸n ®óng cho c¸c c©u sau : a) H»ng sè c©n b»ng cña ph¶n øng phô thuéc vµo A. nång ®é C. nhiÖt ®é B. ¸p suÊt D. chÊt xóc t¸c b) XÐt c©n b»ng : N2(k) + 3H2(k) € 2NH3(k) BiÓu thøc h»ng sè c©n b»ng cña ph¶n øng lµ  NH3  A. K =   N 2  .  H 2  2 3  N 2  .  H 2   NH3   N 2  .  H 2  B. K =  C. K = D. K = 3 2  NH3   N 2  .  H 2   NH3  12. Trong c¸c c©u sau, c©u nµo ®óng ? C©u nµo sai ? a) H»ng sè c©n b»ng tØ lÖ nghÞch víi nhiÖt ®é. b) Ph¶n øng mét chiÒu kh«ng cã h»ng sè c©n b»ng. c) Dïng chÊt xóc t¸c cã thÓ lµm t¨ng h»ng sè c©n b»ng. d) Khi thay ®æi nång ®é c¸c chÊt, sÏ lµm thay ®æi h»ng sè c©n b»ng. e) Khi thay ®æi hÖ sè c¸c chÊt trong mét ph¶n øng, h»ng sè c©n b»ng K thay ®æi. 13. Trong c¸c c©u sau, c©u nµo ®óng ? C©u nµo sai ? A. BÕp than ®ang ch¸y trong nhµ cho ra ngoµi trêi l¹nh sÏ ch¸y chËm h¬n. B. Sôc CO2 vµo dung dÞch Na2CO3 trong ®iÒu kiÖn ¸p suÊt thÊp khiÕn ph¶n øng nhanh h¬n. C. NghiÒn nhá CaCO3 gióp ph¶n øng nung v«i diÔn ra dÔ dµng h¬n. D. Dïng MnO2 trong qu¸ tr×nh nhiÖt ph©n KClO3 sÏ thu ®îc nhiÒu O2 h¬n. 14. a) Cho c©n b»ng ho¸ häc sau : H2 (k) + I2 (k) € 2HI (k) YÕu tè nµo sau ®©y kh«ng ¶nh hëng ®Õn c©n b»ng cña hÖ ? A. Nång ®é H2 B. Nång ®é I2 C. ¸p suÊt D. NhiÖt ®é 1 b) XÐt c¸c c©n b»ng sau : 2SO2(k) + O2(k) € 2SO3(k) (1); SO2(k) + O2(k) € SO3 (k) (2) 2 2SO3(k) € 2SO2(k) + O2(k) (3) Gäi K1, K2, K3 lµ h»ng sè c©n b»ng øng víi c¸c trêng hîp (1), (2), (3) th× biÓu thøc liªn hÖ gi÷a chóng lµ : A. K1 = K2 = K3 B. K1 = K2 = (K3)−1 C. K1 = 2K2 = (K3)−1 D. K1 = (K2)2 = (K3)−1 Trên bước đường thành công không có dấu chân của những kẻ lười biếng! 5 Chuyên đề: Tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học - http://www.violet.vn/trinhyenkhanh 15. a) XÐt c©n b»ng : Fe2O3 (r) + 3CO (k) € 2Fe (r) + 3CO2 (k) BiÓu thøc h»ng sè c©n b»ng cña hÖ lµ : [ Fe ] 2 . CO  3  2 3 3 [ CO] 3  Fe2 O3  . [ CO ]  CO2  A. K = B. K = C. K = D. K = 3 3 [ Fe ] 2 . CO  3  CO2   Fe2 O3  . [ CO ] [ CO] 3  2 b) XÐt c©n b»ng : C (r) + CO2 (k) € 2CO (k) YÕu tè nµo sau ®©y kh«ng ¶nh hëng tíi c©n b»ng cña hÖ ? A. Khèi lîng C B. Nång ®é CO2 C. ¸p suÊt D. NhiÖt ®é 16. Điền vào các khoảng trống trong câu sau bằng các cụm từ thích hợp : “Tốc độ phản ứng là đại lượng đặc trưng cho ...(1)... của một trong các chất phản ứng hoặc sản phẩm trong ... (2)...” A. (1) biến thiên nồng độ (2) một đơn vị thời gian B.(1) biến thiên lượng chất (2) phản ứng C. (1) sự hình thành (2) một khoảng thời gian D.(1) nồng độ mất đi (2) một giây 17. Cho phản ứng A + B → C. Nếu ban đầu nồng độ của A bằng 0,10 M và nồng độ sau 25 phút là 0,0967 M thì tốc độ trung bình của phản ứng trong thời gian này bằng : A.1,32.10–4 M–1.phút–1 B. 0,4.10–4 M–1.phút–1 C. 38,7.10–4 M–1.phút–1 D. 1,32.10–4 M–1.phút–1 18. Các phát biểu sau là đúng (Đ) hay sai (S) ? (1) Khi đốt củi, nếu thêm một ít dầu hỏa lửa sẽ cháy to hơn. Như vậy, dầu hỏa đóng vai trò xúc tác cho quá trình này. (2) Để thực phẩm tươi lâu, người ta dùng phương pháp bảo quản lạnh. Ở nhiệt độ thấp, quá trình phân hủy các chất diễn ra chậm hơn. (3) Trong quá trình làm sữa chua, lúc đầu người ta phải pha sữa trong nước ấm và thêm men lactic là để tăng tốc độ quá trình gây chua. Sau đó làm lạnh để kìm hãm quá trình này. (4) Tùy theo phản ứng mà có thể dùng một, một số hoặc tất cả yếu tố để tăng tốc độ phản ứng. (5) Nhiệt độ của ngọn lửa axetilen cháy trong không khí cao hơn nhiều so với cháy trong oxi. 19. Tác động nào dưới đây KHÔNG ảnh hưởng đến vận tốc phản ứng phân hủy CaCO3. CaCO3 (r) → CaO (r) + CO2 (k) A. Đun nóng B. Thêm đá vôi C. Đập nhỏ đá vôi D. Nghiền mịn đá vôi 20. Cho 6 gam kẽm hạt vào một cốc đựng dung dịch H2SO4 4M ở nhiệt độ thường. Tác động nào sau đây KHÔNG làm tăng vận tốc của phản ứng ? B. Thay 6 g kẽm hạt bằng 6 g kẽm bột C . Dùng H2SO4 5M thay H2SO4 4M C. Tiến hành ở nhiệt độ 50 oC D. Tăng thể tích H2SO4 4M lên gấp đôi 21. Nếu chia một mẩu đá vôi hình cầu có thể tích 10,00 cm3 thành tám mẩu đá vôi hình cầu thể tích bằng 1,25 cm3 thì tổng điện tích mặt cầu tăng bao nhiêu lần ? D. 2 lần B. 4 lần C. 8 lần D. 16 lần 22. Điền vào khoảng trống trong câu sau bằng cụm từ thích hợp : “Cân bằng hóa học là trạng thái của phản ứng thuận nghịch khi tốc độ phản ứng thuận ... tốc độ phản ứng nghịch”. A. lớn hơn B. bằng C. nhỏ hơn D. khác 23. Điền vào khoảng trống trong câu sau bằng các cụm từ thích hợp : “Cân bằng hóa học là cân bằng …(1)… vì tại cân bằng phản ứng …(2)…”. B. (1) tĩnh ; (2) dừng lại C. (1) động ; (2) dừng lại C. (1) tĩnh ; (2) tiếp tục xảy ra D. (1) động ; (2) tiếp tục xảy ra 24. Hằng số cân bằng K của phản ứng chỉ phụ thuộc vào D. nhiệt độ B..nồng độ. C.xúc tác. D.kích thước hạt. 25. Sự phá vỡ cân bằng cũ để chuyển sang một cân bằng mới do các yếu tố bên ngoài tác động được gọi là E. sự biến đổi chất B..sự chuyển dịch cân bằng. C. sự biến đổi vận tốc phản ứng. D.sự biến đổi hằng số cân bằng. ∆H = 131 kJ 26. Xét phản ứng : C (r) + H2O (k)  CO (k) + H2 (k) Yếu tố nào dưới đây làm phản ứng trên chuyển dịch theo chiều thuận ? A. Giảm nhiệt độ. B.Tăng áp suất. C. Thêm cacbon. D. Lấy bớt H2 ra. 27. Trong các phản ứng dưới đây phản ứng nào sẽ chuyển dời theo chiều thuận khi giảm nhiệt độ hoặc tăng áp suất. A. COCl2 (k)  CO (k) + Cl2 (k) ∆H = +113 kJ B. CO (k) + H2O (k)  CO2 (k) + H2 (k) ∆H = –41,8 kJ C. 2SO3 (k)  2SO2 (k) + O2 (k) ∆H = +192 kJ D. 4HCl (k) + O2 (k)  2H2O (k) + 2Cl2 (k) ∆H = –112,8 kJ Trên bước đường thành công không có dấu chân của những kẻ lười biếng! 6 Chuyên đề: Tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học - http://www.violet.vn/trinhyenkhanh 28. Phát biểu nào dưới đây là đúng ? A. Có thể tăng hiệu suất phản ứng nung đá vôi bằng cách tăng nồng độ đá vôi. B. Có thể tăng hiệu suất phản ứng tổng hợp NH3 ( ∆H = −92 kJ/mol) từ N2 và H2 bằng cách giảm nhiệt độ của phản ứng. C. Có thể tăng hiệu suất phản ứng tổng hợp HI (k) từ H2 (k) và I2 (k) bằng cách tăng áp suất. D. Mọi phản ứng đều tăng hiệu suất khi sử dụng xúc tác. 29. Trong các tác động dưới đây, tác động nào không làm tăng hiệu suất phản ứng tổng hợp NH3 ∆H = −92 kJ/mol N2 (k) + 3H2 (k)  2NH3 (k) A. Giảm nhiệt độ. B. Giảm áp suất .C. Tăng nồng độ N2 hoặc H2. D. Giảm nồng độ NH3. 30. Xác định hằng số cân bằng của phản ứng sau ở 430 oC : H2 (k) + I2 (k)  2HI (k) Biết [H2] = [I2] = 0,107M và [HI] = 0,786M A. 0,019 B. 7,346 C. 53,961 D. 68,652 31. Cho biết phản ứng sau : H2O (k) + CO (k)  H2 (k) + CO2 (k) ở 700 oC hằng số cân bằng K = 1,873. Tính nồng độ H2O và CO ở trạng thái cân bằng, biết rằng hỗn hợp ban đầu gồm 0,300 mol H2O và 0,300 mol CO trong bình 10 lít ở 700 oC. A. 0,01733M B. 0,01267M C. 0,1733M D. 0,1267M 32.Hằng số cân bằng của phản ứng : H2(k) + Br2 (k)  2HBr (k) ở 730 oC là 2,18.106. Cho 3,20 mol HBr vào trong bình phản ứng dung tích 12,0 lít ở 730 oC. Tính nồng độ của H2, Br2 và HBr ở trạng thái cân bằng. 33.Iot bị phân hủy bởi nhiệt theo phản ứng sau : I2 (k)  2I (k) ở 727 oC hằng số cân bằng là 3,80.10–5. Cho 0,0456 mol I2 vào trong bình 2,30 lít ở 727 oC. Tính nồng độ I2 và I ở trạng thái cân bằng. Trên bước đường thành công không có dấu chân của những kẻ lười biếng! 7  ... sau : A Tốc độ phản ứng độ biến thiên số mol chất chất phản ứng sản phẩm đơn vị thời gian B Tốc độ phản ứng độ biến thiên nồng độ chất phản ứng sản phẩm đơn vị thời gian C Tốc độ phản ứng độ biến... (1) Kết luận sau phản ứng hóa học (1) ? A Tốc độ phản ứng tăng thêm lợng A, B vào bình phản ứng B Tốc độ phản ứng giảm tăng thêm lợng chất C, D vào bình phản ứng C Tốc độ phản ứng tăng tăng áp... (bậc phản ứng theo A), y (bậc phản ứng theo B) số tốc độ k phản ứng 25oC Tốc độ phản ứng tăng lần tăng nhiệt độ phản ứng từ 25oC lên 55oC ? 7.17 Luyện gang từ quặng, ngời ta sử dụng phản ứng khử