Giải SGK Hoá học 11 Kết nối tri thức Bài 1: Khái niệm về cân bằng hoá học có đáp án

a) Phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra:

- Trong thí nghiệm 1: H$_{2}$(g) + I$_{2}$(g) ⇌ 2HI(g).

- Trong thí nghiệm 2: 2HI(g) ⇌ H$_{2}$(g) + I$_{2}$(g).

Phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra:

CO$_{2}$(aq) + H$_{2}$O(l) + CaCO$_{3}$(s) ⇌ Ca(HCO$_{3}$)$_{2}$(aq).

Phương trình hoá học của phản ứng xảy ra khi cho khí Cl$_{2}$ tác dụng với nước:

Cl$_{2}$(aq) + H$_{2}$O(l) ⇌ HCl(aq) + HClO(aq)

Phản ứng thuận: Cl$_{2}$ + H$_{2}$O → HCl + HClO.

Phản ứng nghịch: HCl + HClO → Cl$_{2}$ + H$_{2}$O.

Đáp án đúng là: C

Giải thích: Phản ứng 1 chiều là phản ứng xảy ra hoàn toàn.

a)

c) Biểu thức định luật tác dụng khối lượng:

- Đối với phản ứng thuận: v$_{thuận}$ = $k.{C}_{{H}_{2}}.{C}_{{I}_{2}}$

- Đối với phản ứng nghịch: v$_{nghịch}$ = $k'.{C}_{HI}^{2}$

Dự đoán:

- Ban đầu tốc độ phản ứng thuận giảm dần, sau một thời gian tốc độ phản ứng thuận không thay đổi theo thời gian.

- Ban đầu tốc độ phản ứng nghịch tăng dần, sau một thời gian tốc độ phản ứng nghịch không thay đổi theo thời gian.

a) Dạng đồ thị biểu diễn tốc độ của phản ứng thuận và phản ứng nghịch theo thời gian:

Đáp án đúng là: D

- Trạng thái cân bằng của phản ứng thuận nghịch là trạng thái tại đó tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch.

- Ở trạng thái cân bằng, nồng độ các chất không thay đổi.

Giá trị hằng số cân bằng ở mỗi thí nghiệm:

- Thí nghiệm 1: ${K}_{C}=\frac{{\text{[}HI]}^{2}}{\text{[}{H}_{2}\text{][}{I}_{2}\text{]}}=\frac{0,{16}^{2}}{0{,}02.0{,}02}=64$

- Thí nghiệm 2: ${K}_{C}=\frac{{\text{[}HI]}^{2}}{\text{[}{H}_{2}\text{][}{I}_{2}\text{]}}=\frac{0,{18936}^{2}}{0{,}00532.0{,}10532}\approx 64$

- Thí nghiệm 3: ${K}_{C}=\frac{{\text{[}HI]}^{2}}{\text{[}{H}_{2}\text{][}{I}_{2}\text{]}}=\frac{0,{19420}^{2}}{0{,}20290.0{,}00290}\approx 64$

Nhận xét: Hằng số cân bằng K$_{C}$ của một phản ứng thuận nghịch chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất của phản ứng.

Biểu thức hằng số cân bằng của các phản ứng:

a) K$_{C}$ = $\frac{{\text{[}N{H}_{3}\text{]}}^{2}}{\text{[}{N}_{2}\text{]}.{\text{[}{H}_{2}\text{]}}^{3}}$

b) K$_{C}$ = [CO$_{2}$]

Chú ý:

Đối với các phản ứng có chất rắn tham gia, không biểu diễn nồng độ của chất rắn trong biểu thức hằng số cân bằng.

Hằng số cân bằng K$_{C}$ của phản ứng tại t $^{o}$C là:

K$_{C}$ = $\frac{{\text{[}N{H}_{3}\text{]}}^{2}}{\text{[}{N}_{2}\text{]}.{\text{[}{H}_{2}\text{]}}^{3}}$ = $\frac{0,{62}^{2}}{0{,}45.{(0{,}14)}^{3}}=311{,}31$

1. Cân bằng: CaCO$_{3}$(s) ⇌ CaO(s) + CO$_{2}$(g)

${Δ}_{r}{H}_{298}^{o}=176\ kJ>0$ => Chiều thuận thu nhiệt.

Khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận, tức là chiều phản ứng thu nhiệt, nghĩa là chiều làm giảm tác động của việc tăng nhiệt độ.

2. Cân bằng: 2SO$_{2}$(g) + O$_{2}$(g) ⇌ 2SO$_{3}$(g)

${Δ}_{r}{H}_{298}^{o}=-198\ kJ<0$ => Chiều thuận toả nhiệt.

Khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch, tức là chiều phản ứng thu nhiệt, nghĩa là chiều làm giảm tác động của việc tăng nhiệt độ.

a) Tăng nồng độ của C$_{2}$H$_{5}$OH, cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều thuận, tức chiều làm giảm nồng độ của C$_{2}$H$_{5}$OH.

b) Giảm nồng độ của CH$_{3}$COOC$_{2}$H$_{5}$, cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều thuận, tức chiều làm tăng nồng độ CH$_{3}$COOC$_{2}$H$_{5}$.

a) 2SO$_{2}$(g) + O$_{2}$(g) ⇌ 2SO$_{3}$(g)

Nếu tăng áp suất và giữ nguyên nhiệt độ, cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều thuận, tức chiều làm giảm áp suất (hay chiều làm giảm số mol khí).

b) CO(g) + H$_{2}$O(g) ⇌ H$_{2}$(g) + CO$_{2}$(g)

Nếu tăng áp suất và giữ nguyên nhiệt độ, cân bằng sẽ không chuyển dịch, do đối với phản ứng thuận nghịch có tổng hệ số tỉ lượng của các chất khí ở hai vế của phương trình hoá học bằng nhau thì trạng thái cân bằng của hệ không bị chuyển dịch khi thay đổi áp suất chung của hệ.

c) PCl$_{5}$(g) ⇌ Cl$_{2}$(g) + PCl$_{3}$(g)

Nếu tăng áp suất và giữ nguyên nhiệt độ, cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều nghịch, tức chiều làm giảm áp suất (hay chiều làm giảm số mol khí).

d) H$_{2}$(g) + I$_{2}$(g) ⇌ 2HI(g)

Nếu tăng áp suất và giữ nguyên nhiệt độ, cân bằng sẽ không chuyển dịch, do đối với phản ứng thuận nghịch có tổng hệ số tỉ lượng của các chất khí ở hai vế của phương trình hoá học bằng nhau thì trạng thái cân bằng của hệ không bị chuyển dịch khi thay đổi áp suất chung của hệ.

a)

Cân bằng 1: C(s) + H$_{2}$O(g) ⇌ CO(g) + H$_{2}$(g)

${Δ}_{r}{H}_{298}^{o}=130\ kJ\ >0\$ => Chiều thuận thu nhiệt.

Vậy để cân bằng (1) chuyển dịch theo chiều thuận cần tăng nhiệt độ của hệ.

Cân bằng 2: CO(g) + H$_{2}$O(g) ⇌ CO$_{2}$(g) + H$_{2}$(g)

${Δ}_{r}{H}_{298}^{o}=-42kJ\ <0$ => Chiều thuận toả nhiệt

Vậy để cân bằng (2) chuyển dịch theo chiều thuận cần giảm nhiệt độ của hệ.

b) Trong thực tế, ở phản ứng (2), lượng hơi nước được lấy dư nhiều (4 – 5 lần) so với khí carbon monoxide. Do:

+ Tăng lượng hơi nước => cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận (tức chiều làm giảm lượng hơi nước) => tăng hiệu suất thu khí hydrogen.

+ Ngoài ra, hơi nước có giá thành rẻ hơn và không độc hại so với sử dụng lượng dư carbon monoxide.

a) Để oxygen lên não nhiều hơn thì hàm lượng oxygen hít vào phổi cũng phải nhiều hơn. Một số biện pháp đề xuất để oxygen lên não nhiều hơn:

+ Tập thể dục và hít thở đúng cách.

+ Giảm lo âu, căng thẳng và có chế độ dinh dưỡng hợp lí.

+ Không hút thuốc lá, tránh xa nơi có khói thuốc.

+ Bảo vệ môi trường không khí trong lành, tránh ô nhiễm không khí.

+ Trồng nhiều cây xanh…