Bài 38: Cân bằng hóa học

I/ Phản ứng một chiều, phản ứng thuận
nghòch và cân bằng hóa học :
1. Phản ứng một chiều :
Ví dụ1 : Fe + 2HCl → FeCl
2
+ H
2
↑
Trong cùng điều kiện H
2
không phản ứng với FeCl
2
.
Ví dụ 2 : Đun nóng tinh thể KClO
3
có mặt chất xúc
tác MnO
2
2KClO
3
→

2KCl + 3O
2

t
o
, MnO
2
KClO
3
phân hủy tạo KCl và O
2
, cũng trong điều kiện
đó KCl không phản ứng được với O
2
tạo KClO
3
.
Phiếu học tập số 1 : Viết phản ứng của Fe
với dung dòch HCl, nhiệt phân KClO
3
. Khí
hidro có phản ứng được với dung dòch FeCl
2

hay không ? Khí oxi có phản ứng được với
KCl hay không ?

Phản ứng chỉ xảy ra theo một chiều từ trái
sang phải gọi là phản ứng một chiều, dùng
mũi tên chỉ chiều phản ứng.
2. Phản ứng thuận nghòch :
Xét phản ứng : Cl
2
+ H
2
O  HClO + HCl
Ở điều kiện thường Cl
2
phản ứng với H
2
O tạo
thành HClO và HCl, đồng thời HCl và HClO cũng
phản ứng với nhau tạo ra Cl
2
và H
2
O.
Phản ứng xảy ra theo hai chiều trái ngược nhau
gọi là phản ứng thuận nghòch, dùng hai mũi tên
ngược chiều nhau.
* Đặc điểm của phản ứng thuận nghòch : Hỗn hợp
phản ứng luôn có mặt đồng thời cả sản phẩm và
chất tham gia phản ứng.
Phiếu học tập số 2 : Viết phương trình ph n ả
ng của clo với Hứ
2
O. HClO là chất oxi hóa
mạnh oxi hóa được HCl là chất khử. Viết
phương trình phản ứng.

3. Cân bằng hóa học :
+ Xét phản ứng : H
2
(k) + I
2
(k)  2HI (k)
Tại thời điểm ban đầu nồng độ H
2
và I
2
lớn,
HI chưa sinh ra v
T
lớn, v
N
= 0 → v
T
> v
N
.
Khi phản ứng xảy ra nồng độ H
2
và I
2
giảm →
v
T
giảm, nồng độ HI tăng → v
N
tăng đến một lúc
nào đó v
T
= v
N
.
Nghóa là có bao nhiêu chất phản ứng biến thành
sản phẩm thì cũng có bấy nhiêu sản phẩm biến
thành chất phản ứng → hỗn hợp phản ứng có
thành phần không đổi. v
T
và v
N
không đổi
Xem đồ thò minh họa
Tocdopw.swf
Trạng thái này được gọi là trạng thái cân bằng.
Phiếu học tập số 3 : Xét phản ứng :
H
2
(k) + I
2
(k)  2HI (k). Sau khi xem mô
phỏng cân bằng hóa học → đònh nghóa trạng
thái cân bằng hóa học.

* Đònh nghóa : Cân bằng hóa học là trạng thái
của phản ứng thuận nghòch khi tốc độ phản ứng
thuận bằng tốc độ phản ứng nghòch. v
T
= v
N
.
Cân bằng hóa học là một cân bằng động.
Ví dụ : Cho 0,500 mol/lít H
2
vào 0,500 mol/lít
I
2
vào bình phản ứng.
Khi phản ứng cân bằng có 0,786 mol/lít HI.
H
2
(k) + I
2
(k)  2HI (k)
Đầu 0,5 M 0,5M 0
0,393M ←
Lúc cân bằng :
0,786M
0,107M
Phản ứng 0,786M0,393M ←
0,107M
Vậy : Hỗn hợp phản ứng lúc cân bằng có mặt
cả chất phản ứng và sản phẩm.
Phiếu học tập số 4 : Khi cho 0,500 mol/lít H
2

vào 0,500 mol/lít I
2
vào bình phản ứng. Phản
ứng cân bằng có 0,786 mol/lít HI. Tính nồng
độ của các chất trong hỗn hợp phản ứng lúc
cân bằng

II/ Sự chuyển dòch cân bằng :
1/ Thí nghiệm : Lắp dụng cụ như hình vẽ
+ Nạp đầy khí NO
2
vào cả
hai ống nghiệm (a) và (b) ở
nhiệt độ thường.
(a) (b)
K
Nút kín cả hai ống, trong
đó có cân bằng sau :
2NO
2
(k)  N
2
O
4
(k)
(màu nâu đỏ) (không màu)
Màu của hỗn hợp khí trong cân bằng ở hai
ống nghiệm như nhau.

+ Đóng khóa K lại,
ngâm ống (a) vào
nước đá.
Nước đá
Một lát sau, so sánh màu thấy :
Hiện tượng đó được gọi là sự chuyển dòch
cân bằng.
ống (a) màu nhạt hơn chứng tỏ ống (a) nồng độ
khí NO
2
giảm.
(a) (b)
K
Phiếu học tập số 5 : Nhận xét hiện tượng thí
nghiệm. Nồng độ NO
2
ở 2 ống có gì thay
đổi ?

2/ Đònh nghóa :
Sự chuyển dòch cân bằng hóa học là sự di
chuyển từ trạng thái cân bằng này đến trạng
thái cân bằng khác do tác động của các yếu
tố bên ngoài lên cân bằng.
+ Các yếu tố làm chuyển dòch cân bằng là
nồng độ, áp suất, nhiệt độ.
Chúng được gọi là các yếu tố ảnh hưởng đến
cân bằng hóa học.

III/ Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học :
1/ Ảnh hưởng của nồng độ :
Xét một hệ cân bằng sau trong một bình kín ở
nhiệt độ cao và không đổi :
C(r) + CO
2
(k)  2CO (k) (1)
+ Khi ở trạng thái cân bằng : v
T
= v
N
, nồng độ của
các chất không đổi.
Phiếu học tập số 6 : So sánh v
T
và v
N
khi phản
ứng ở trạng thái cân bằng.
C(r) + CO
2
(k)  2CO(k)
Khi thêm CO
2
vào thì hệ cân bằng sẽ biến đổi
như thế nào ?
Bớt CO hệ cân bằng biến đổi như thế nào ?
Thêm CO hệ cân bằng biến đổi như thế nào ?

→ Cân bằng đã chuyển dời theo chiều phản
ứng thuận.
+ Thêm CO
2
vào hỗn hợp phản ứng, nồng độ
CO
2
tăng làm v
T
lớn hơn v
N
, phản ứng tạo
nhiều CO hơn
→ nồng độ CO
2
giảm, nồng độ CO tăng
→ v
T
giảm, v
N
tăng đến một lúc nào đó v
T
= v
N
thì
phản ứng đạt đến trạng thái cân bằng mới có nồng
độ CO
2
nhỏ hơn, nồng độ CO lớn hơn so với trạng
thái cân bằng ban đầu

+ Tương tự khi lấy bớt CO ra khỏi hỗn hợp :
cân bằng chuyển dời theo chiều thuận.
+ Thêm CO vào : cân bằng chuyển dời theo
chiều nghòch.
→ Kết luận : Khi tăng hoặc giảm nồng độ của
một chất trong cân bằng thì cân bằng bao giờ cũng
chuyển dòch theo chiều làm giảm tác dụng của
việc tăng hoặc giảm nồng độ của chất đó.
+ Chú ý : Khi thêm hoặc bớt lượng chất rắn
không ảnh hưởng đến cân bằng (cân bằng
không chuyển dòch).

Xem chi tiết: Bài 38: Cân bằng hóa học