Bài giảng môn Hóa học lớp 10 - Bài 38: Cân bằng hóa học

Nội dung text: Bài giảng môn Hóa học lớp 10 - Bài 38: Cân bằng hóa học

1. Câu hỏi: Tốc độ phản ứng là gì? Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng? Trả lời: - Tốc độ phản ứng là độ biến thiên nồng độ của một trong các chất phản ứng hoặc sản phẩm trong một đơn vị thời gian. - Cĩ 5 yếu tố: nồng độ, áp suất, nhiệt độ, diện tích bề mặt tiếp xúc, chất xúc tác.
2. Bài 38 : NỘI DUNG BÀI HỌC I/ PHẢN ỨNG MỘT CHIỀU, PHẢN ỨNG THUẬN NGHỊCH VÀ CÂN BẰNG HÓA HỌC II/ SỰ CHUYỂN DỊCH CÂN BẰNG HÓA HỌC III/ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CÂN BẰNG HÓA HỌC IV/ Ý NGHĨA CỦA TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG VÀ CÂN BẰNG HÓA HỌC TRONG SẢN XUẤT HÓA HỌC
3. I/ PHẢN ỨNG MỘT CHIỀU, PHẢN ỨNG THUẬN NGHỊCH VÀ CÂN BẰNG HÓA HỌC 1. Phản ứng một chiều Ví dụ1 : Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 o t , MnO2 Ví dụ 2 : 2KClO3 → 2KCl + 3O2 ➢Phản ứng một chiều: là phản ứng chỉ xảy ra theo một chiều từ trái sang phải. Kí hiệu: “ ”
4. I/ PHẢN ỨNG MỘT CHIỀU, PHẢN ỨNG THUẬN NGHỊCH VÀ CÂN BẰNG HÓA HỌC 2. Phản ứng thuận nghịch Xét phản ứng: Chiều thuận Cl2 + H2O HClO + HCl Chiều nghịch ➢Phản ứng thuận nghịch: là phản ứng xảy ra theo hai chiều trái ngược nhau ở cùng điều kiện. Kí hiệu: “ ”
5. I/ PHẢN ỨNG MỘT CHIỀU, PHẢN ỨNG THUẬN NGHỊCH VÀ CÂN BẰNG HÓA HỌC 3. Cân bằng hóa học Xét phản ứng: H2(k) + I2(k) 2HI(k) Tốc độ phản ứng Vt vt = vn Trạng thái cân bằng V n Thời gian tcb
6. I/ PHẢN ỨNG MỘT CHIỀU, PHẢN ỨNG THUẬN NGHỊCH VÀ CÂN BẰNG HÓA HỌC 3. Cân bằng hĩa học  Khái niệm: Cân bằng hĩa học là trạng thái của phản ứng thuận nghịch khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch. * Đặc điểm của phản ứng thuận nghịch: Hỗn hợp phản ứng luôn có mặt đồng thời cả sản phẩm và chất tham gia phản ứng.
7. I/ PHẢN ỨNG MỘT CHIỀU, PHẢN ỨNG THUẬN NGHỊCH VÀ CÂN BẰNG HÓA HỌC 3. Cân bằng hóa học: Số liệu phân tích: H2 + I2 2HI Ban đầu: 0,5 0,5 0 (mol/l) Phản ứng: 0,393 0,393 0,786 (mol/l) Cân bằng: 0,107 0,107 0,786 (mol/l)
8. II/ SỰ CHUYỂN DỊCH CÂN BẰNG 1/ Thí nghiệm (1) (2) ⎯⎯⎯→thuận N2O4 (k) ⎯⎯⎯ 2NO2 (k) (không màu) nghịch (màu nâu đỏ) 2/ Định nghĩa  Sự chuyển dịch cân bằng hóa học là sự di chuyển từ trạng thái cân bằng này đến trạng thái cân (1) (2) bằng khác do tác động của các yếu tố bên ngoài lên cân bằng. Nước đá
9. Nguyên lý chuyển dịch cân bằng Lơ Sa- tơ- li- ê: Một p/ư thuận nghịch đang ở trạng thái cân bằng khi chịu một tác động từ bên ngồi như biến đổi nồng độ, áp suất, nhiệt độ thì cb sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động bên ngồi đĩ.
10. III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CÂN BẰNG HĨA HỌC: 1/ Ảnh hưởng của nồng độ: (vt) C (r) + CO2 (k) 2CO (k) Cân bằng: Vt = Vn (vn) 1 Thêm CO2 -> [CO2] ↗ -> CB chuyển dịch theo chiều làm giảm [CO2] -> theo chiều Bớt CO -> [CO] ↘-> CB chuyển dịch theo chiều làm tăng [CO] thuận 2 Khi hệ đang ở TTCB: Thêm CO -> [CO] ↗ -> CB chuyểnNếu dịch theothêm chiềuCO làm2, hoặcgiảm [CO] thêm CO vào hệ cân -> theo chiều Bớt CO2 -> [CO2] ↘-> CB chuyểnbằng dịch theothì chiềucân làmbằng tăngdịch[CO2] nghịch chuyển như thế nào? Lưu ý: Nồng độ chất rắn khơng ảnh hưởng đến sự dịch chuyển cân bằng hĩa học.
11. 2/ Ảnh hưởng của áp suất: V ↘ → P ↗ (số mol khí N2O4 (k) 2NO2 (k) (1) ↗) V ↗ → P ↘ (số mol khí ↘) Cân bằng: Vt = Vn 1 theo chiều Tăng P -> P ↗ ->CB chuyển dịch theo chiều làm giảm P ( giảm mol khí ) -> nghịch 2 Giảm P -> P ↘ -CB> chuyển dịch theo chiều làm tăng P (tăng mol khí ) ->theo chiều thuận Chú ý: Nếu p/ư cĩ số mol khí ở hai vế của PTHH bằng nhau hoặc p/ư khơng cĩ chất khí, thì áp suất khơng ảnh hưởng đến cân bằng hĩa học. Ví dụ: H2 (k)+ I2 (k) 2HI (k)
12. 3/ Ảnh hưởng nhiệt độ: - P/ư tỏa nhiệt là các pứ sinh ra nhiệt ∆H 0 * Lương nhiệt kèm theo mỗi p/ư hh, người ta dùng đại lượng nhiệt p/ư; kí hiệu ∆H.
13. Để n/cứu ảnh hưởng nhiệt độ, ta xét cb (2) trong bình kín: N2O4 (k) 2NO2 (k) (2) ∆H = 58 Kj (khơng màu) (màu nâu đỏ) ∆H = 58 kJ > 0 suy ra P/ư thuận thu nhiệt, p/ư nghịch tỏa nhiệt Pứ thu nhiệt ( giảm nhiệt) Pứ tỏa nhiệt (tăng nhiệt) * Như vậy: 1. Khi tăng nhiệt độ -> cb chuyển dịch theo chiều làm giảm nhiệt độ -> chiều p/ư thu nhiệt 2. Khi giảm nhiệt độ -> CB chuyển dịch theo chiều làm tăng nhiệt độ -> chiều p/ư tỏa nhiệt
14. 4/ Vai trị chất xúc tác: Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng thuận và tơc độ p/ư nghịch với số lần bằng nhau, nên chất xúc tác khơng ảnh hưởng đến cb hĩa học.
15. IV/ Ý NGHĨA CỦA TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG VÀ CÂN BẰNG HĨA HỌC TRONG SẢN XUẤT HĨA HỌC : Ví dụ: 2SO2(k) + O2 (k) 2SO3 (k) ∆H < 0 Ở t0 thường p/ư xảy ra chậm; để tăng tốc độ p/ư dùng xt, t0 cao. Nhưng đây là p/ư tỏa nhiện, nên khi tăng t0 cb chuyển dịch theo chiều nghịch làm giảm hiệu suất p/ư. Vì vậy, để hạn chế tác dụng này người ta dùng một lượng dư khơng khí, nghĩa là tăng nồng độ oxi, làm cho cb chuyển dịch theo chiều thuận.
16. Củng cố: Câu 1: Dựa vào kiến thức đã học, hãy cho biết đâu là phản ứng 1 chiều, đâu là phản ứng thuận nghịch trong các phản ứng dưới đây a/ Cu(r) + 2H2SO4 đặc(l) = CuSO4 (l) +SO2 (k) + 2H2O (l) b/ SO2 (k) + O2 (k) = 2SO3 (k) c/ N2 (k) + 3H2 (k) = 2NH3 (k)
17. Củng cố: Câu 1: Dựa vào kiến thức đã học, hãy cho biết đâu là phản ứng 1 chiều, đâu là phản ứng thuận nghịch trong các phản ứng dưới đây a/ Cu(r) + 2H2SO4 đặc(l)  CuSO4 (l) +SO2 (k) + 2H2O (l) b/ SO2 (k) + O2 (k) 2SO3 (k) c/ N2 (k) + 3H2 (k) 2NH3 (k)
18. Câu 2: Tại thời điểm cân bằng hĩa học được thiết lập thì : A. Tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch. B. Số mol các chất tham gia phản ứng khơng đổi. C. Số mol các sản phẩm khơng đổi. D. Phản ứng khơng xảy ra nữa.
19. Câu 3: Sự chuyển dịch cân bằng là : A. Phản ứng chỉ xảy ra theo chiều thuận . B. Phản ứng chỉ xảy ra theo chiều nghịch. C. Sự di chuyển từ trạng thái cân bằng này sang trạng thái cân bằng khác. D. Phản ứng tiếp tục xảy ra cả chiều thuận và chiều nghịch.
20. CẢM ƠN QUÝ THẦY CƠ ĐẾN DỰ GIỜ THĂM LỚP
21. Củng cố: Các phản ứng thuận nghịch chúng ta viết là: ⎯⎯→xt 2SO2 (k)+ O 2 (k)⎯⎯ 2SO 3 (k) t0 ⎯⎯→xt N2 (k)+ 3H 2 (k)⎯⎯ 2NH 3 (k) t0 ⎯⎯→xt 3Fe(r)++ 4H2 O(k)⎯⎯ Fe 3 O 4 (r) 4H 2 (k) t0