Bài giảng bài 38 Cân bằng phương trình hóa học

Bài 38 I.PHẢN ỨNG MỘT CHIỀU VÀ PHẢN ỨNG THUẬN NGHỊCH. 1.Phản ứng một chiều: 2KClO3 2KCl + 3O2↑ 2HCl + Fe → FeCl2 + H2↑ 2.Phản ứng thuận nghịch: Cl2 + H2O HCl + HClO. CaCO3 CaO + CO2 Là phản ứng chỉ có chất phản ứng biến đổi thành sản phẩm mà không có chiều ngược lại.  Phản ứng một chiều: PHIẾU HỌC TẬP SỐ 1: 2. Phản ứng thuận nghịch: Là phản ứng xảy ra theo hai chều ngược nhau ở cùng một điều kiện nghĩa là trong cùng một điều kiện đó song song với quá trình hình thành sản phẩm cũng có quá trình sản phẩm biến đổi thành chất ban đầu. II.CÂN BẰNG HÓA HỌC: Xét phản ứng thuận nghịch: H2(k) + I2(k) 2HI(k) vt = kt[H2][I2] : giảm theo thời gian. vn = kn[HI]2 : tăng theo thời gian. Hình 1: sự biến thiên tốc độ phản ứng thuận và phản ứng nghịch theo thời gian. NÊN NHỚ: Cân bằng hóa học là một trạng thái của phản ứng thuận nghịch trong đó tốc độ của phản ứng thuận bằng tốc độ của phản ứng nghịch. Ở trạng thái cân bằng, phản ứng không dừng lại mà luôn luôn xảy ra theo hai chiều nghịch nhau với tốc độ bằng nhau nên cân bằng hóa học được gọi là một cân bằng động. Đặc điểm của phản ứng thuận nghịch là các chất phản ứng không chuyển hóa hoàn toàn thành sản phẩm nên trong hệ cân bằng luôn luôn có mặt các chất tham gia phản ứng và các sản phẩm. PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2. Tốc độ phản ứng thuận : giảm Tốc độ phản ứng nghịch: tăng Cân bằng hóa học Là trạng thái của một phản ứng thuận nghịch trong đó tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ của phản ứng nghịch. Tại sao nói cân bằng hóa học là một cân bằng động? Vì ở trạng thái cân bằng,phản ứng không dừng lại mà luôn luôn xảy ra theo hai chiều ngược nhau với tốc độ bằng nhau. PHIẾU HỌC TẬP SỐ 2. Đặc điểm của phản ứng thuận nghịch là gì? Trong phản ứng thuận nghịch các chất phản ứng không chuyển hóa hoàn toàn thành sản phẩm nên trong hệ cân bằng luôn luôn có mặt các chất tham gia phản ứng và các sản phẩm. …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… III.SỰ CHUYỂN DỊCH CÂN BẰNG HÓA HỌC. (b) (a) K 1.Thí nghiệm1.Nhận biết sự chuyển dịch cân bằng của phản ứng: 2NO2 N2O4 (nâu đỏ) ( không màu) Khi ngâm ống nghiệm vào nước đá một thời gian khí trong ống nghiệm nhạt màu, như vậy khi làm lạnh,các phân tử NO2 đã phản ứng với nhau tạo thành N2O4 làm cho nồng độ NO2 giảm bớt,nồng độ N2O4 tăng thêm. [cân bằng chuyển dịch theo chiều (1) ] Khi lấy ống nghiệm ra khỏi nước đá một thời gian khí trong ống nghiệm chuyển sang nâu đỏ, như vậy khi làm nóng,các phân tử N2O4 đã phân hủy tạo thành NO2 làm cho nồng độ N2O4 giảm bớt,nồng độ NO2 tăng thêm. [cân bằng chuyển dịch theo chiều (2) ] Hiện tượng mà khi làm lạnh hỗn hợp trên xảy ra phản ứng theo chiều (1),khi làm nóng hỗn hợp trên xảy ra phản ứng theo chiều (2) được gọi là sự chuyển dịch cân bằng hóa hoc. 2. Định nghĩa: Sự chuyển dịch 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 từ bên ngoài lên cân bằng. Nguyên lý chuyển dịch cân bằng Le châtelier: Ở trạng thái cân bằng của một phản ứng thuận nghịch nếu ta làm thay đổi các yếu tố từ bên ngoài như nồng độ,nhiệt độ, áp suất thì cân bằng cũ bị phá vỡ,phản ừng luôn đạt đến một trạng thái cân bằng mới mà chiều chuyển dịch là chiều chống lại sự thay đổi đó. Sự chuyển dịch 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 từ bên ngoài lên cân bằng. Sự chuyển dịch cân bằng hóa học ? …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. Nguyên lý chuyển dịch cân bằng Le Châtelier: ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. PHIẾU HỌC TẬP SỐ 3 Ở trạng thái cân bằng của một phản ứng thuận nghịch nếu ta làm thay đổi các yếu tố từ bên ngoài như nồng độ,nhiệt độ, áp suất thì cân bằng cũ bị phá vỡ,phản ứng luôn đạt đến một trạng thái cân bằng mới mà chiều chuyển dịch là chiều chống lại sự thay đổi đó. IV.CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CÂN BẰNG HÓA HỌC. 1. Ảnh hưởng của nồng độ: Xét phản ứng thuận nghịch tổng quát: A + B C + D. Chiều (1): nồng độ A,B giảm nồng độ C,D tăng. Chiều (2): nồng độ A,B tăng,nồng độ C,D giảm. Như vậy ở trạng thái cân bằng của phản ứng trên,nếu ta tăng nồng độ của chất A,cân bằng mới chuyển dịch theo chiều làm giảm nồng độ của A:chiều (1). Ngược lại nếu ta làm tăng nồng độ của chất C, cân bằng mới chuyển dịch theo chiều làm giảm nồng độ chất C đó là chiều (2). PHIẾU HỌC TẬP SỐ 4: Cho biết ảnh hưởng của nồng độ đến chiều chuyển dịch cân bằng? ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Ở trạng thái cân bằng của phản ứng nếu tăng nồng độ của một chất,cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm nồng độ của chất đó.Ngược lại nếu ta làm giảm nồng độ của một chất cân bằng mới chuyển dịch theo chiều làm tăng nồng độ chất đó. PHIẾU HỌC TẬP SỐ 4: Xét cân bằng sau: 2NO2(k) N2O4(k) (màu nâu đỏ) (không màu) Khi làm tăng nồng độ NO2 ………………………………………………………… ………………………………………………………… Khi làm giảm nồng độ N2O4 ……………………………………………………… ……………………………………………………… Khi làm tăng nồng độ NO2,cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm nồng độ NO2 Đó là chiều (1) Khi làm giảm nồng độ N2O4 cân bằng chuyển dịch theo chiều làm tăng nồng độ N2O4 đó là chiều (1) 2. Ảnh hưởng của áp suất: Áp suất chỉ làm ảnh hưởng đến những phản ứng có sự hiện diện của chất khí.Những phản ứng không có chất khí hoặc số mol của chất khí ở hai vế bằng nhau sẽ không bị ảnh hưởng của áp suất. a.Nhận xét: Nén một hỗn hợp nhiều khí,làm cho thể tích hỗn hợp giảm nghĩa là nồng độ mol của các chất khí trong hỗn hợp đó tăng lên. Phản ứng xảy ra kèm theo sự gia tăng số mol khí,nếu dung tích bình chứa không đổi, áp suất của hệ tăng lên. Phản ứng xảy ra kèm theo số mol khí giảm,nếu dung tích bình chứa không đổi, áp suất của hệ giảm đi. Như vậy: Ở trạng thái cân bằng của một hỗn hợp khí, nếu ta làm tăng áp suất của hệ,cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm áp suất của hệ.-chiều làm giảm số mol khí. Ở trạng thái cân bằng của một hỗn hợp khí,nếu ta làm giảm áp suất của hệ,cân bằng chuyển dịch theo chiều làm tăng áp suất của hệ.-chiều làm tăng số mol khí. b.Xét cân bằng: 2NO2(k) N2O4(k) (màu nâu đỏ) (không màu) Chiều (1) số mol khí giảm,làm cho áp suất của hệ giảm. Chiều (2) số mol khí tăng làm cho áp suất của hệ tăng. c.Thí nghiệm 2: chứng minh ảnh hưởng của áp suất đến cân bằng 2NO2 N2O4 Hệ cân bằng Hệ cân bằng c.Thí nghiệm 2: chứng minh ảnh hưởng của áp suất đến cân bằng 2NO2 N2O4 Qua thí nghiệm trên ta nhận thấy: Ở trạng thái cân bằng: Nén hỗn hợp ,cân bằng chuyển dịch theo chiều giảm số mol khí:chiều (1),màu của hỗn hợp sẽ nhạt đi. Ngược lại nếu ta làm giảm áp suất của hỗn hợp cân bằng mới chuyển dịch theo chiều làm tăng số mol khí:chiều (2),màu của hỗn hợp sẽ sậm hơn. PHIẾU HỌC TẬP SỐ 5: 1.Những phản ứng sau,phản ứng nào chịu ảnh hưởng bỡi áp suất? (1) H2(k) + I2(k) 2HI(k) (2) AlCl3(d.d)+ 3H2O(l) Al(OH)3(r) + 3HCl(d.d). (3) Fe2O3(r) + 3CO(k) 2Fe(r) + 3CO2(k) (4) N2(k) + 3H2(k) 2NH3(k)  A.(1) B.(2) C.(3) D.(4) PHIẾU HỌC TẬP SỐ 5: 2.Cho cân bằng: 2SO2(k) + O2(k) 2SO3(k) Nhận xét về áp suất: Chiều (1) ………………………………………………………………… Chiều (2) ………………………………………………………………… Cho biết sự ảnh hưởng của áp suất lên cân bằng trên. Khi tăng áp suất của hỗn hợp ………………………………………………………………… Khi giảm áp suất của hỗn hợp: ………………………………………………………………… Số mol khí giảm nên áp suất giảm Số mol khí tăng nên áp suất tăng Cân bằng chuyển dịch theo chiều giảm số mol khí: chiều (1) Cân bằng chuyển dịch theo chiều tăng số mol khí: chiều (2) 3. ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ Phản ứng hóa học xảy ra luôn kèm theo sự phóng thích hoặc hấp thu năng lượng,năng lượng này có thể tồn tại dưới nhiều dạng như quang năng, nhiệt năng, động năng, điện năng… Một phản ứng xảy ra kèm theo sự phóng thích năng lượng được gọi là phản ứng tỏa nhiệt,∆H0. VD.CaCO3(r)→CaO(r)+CO2(k)+∆H=+178 kJ. Nếu một phản ứng hóa học xảy ra theo chiều (1) là chiều tỏa nhiệt thì chiều ngược lại là chiều (2) sẽ là chiều thu nhiệt. Ở trạng thái cân bằng của một phản ứng thuận nghịch, nếu ta làm tăng nhiệt độ của hệ,cân bằng chuyển dịch theo chiều thu nhiệt,ngược lại nếu ta hạ thấp nhiệt độ của hệ cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều tỏa nhiệt. Xét cân bằng: 2NO2(k) N2O4(k) + ∆H = -58 kJ. (màu nâu đỏ) (không màu) Chiều (1),tỏa nhiệt. Chiều (2),thu nhiệt. Ở trạng thái cân bằng của phản ứng trên,nếu ta làm tăng nhiệt độ của hỗn hợp,cân bằng chuyển dịch theo chiều thu nhiệt: chiều (2)-màu của hỗn hợp trở nên sậm hơn. Nhưng nếu ta hạ thấp nhiệt độ của hệ cân bằng chuyển dịch theo chiều tỏa nhiệt-chiều (1) màu của hỗn hợp sẽ nhạt đi-đó là lý do giải thích tại sao trong thí nghiệm ban đầu,khi làm lạnh hỗn hợp NO2,N2O4 màu hỗn hợp nhạt đi!. PHIẾU HỌC TẬP SỐ 6: Cho cân bằng: N2(k)+3H2(k) 2NH3(k) + ∆H = -184 kJ Nhận xét về nhiệt độ: Chiều (1) ……………………………………………………… Chiều (2) ……………………………………………………… Cho biết sự ảnh hưởng của nhiệt độ lên cân bằng trên. Khi tăng nhiệt độ của hỗn hợp: …………………………………………………..…. Khi giảm nhiệt độ của hỗn hợp: ……………………………………………………… ∆H 0 phản ứng thu nhiệt Cân bằng chuyển dịch theo chiều tỏa nhiệt: chiều (1) 4.VAI TRÒ CHẤT XÚC TÁC. Chất xúc tác không làm thay đổi chiều chuyển dịch cân bằng mà nó chỉ làm cho phản ứng thuận nghịch mau đạt đến trạng thái cân bằng hơn. V. Ý NGHĨA CỦA TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG VÀ CÂN BẰNG HÓA HỌC. 1. Nắm được qui luật về sự làm tăng hoặc làm giảm tốc độ phản ứng hóa học mà người ta có thể sử dụng nó trong đời sống hàng ngày VD.Sự phân hủy KClO3 khi nung nóng cần có chất xúc tác MnO2 cho nên trong thuốc diêm thuốc pháo người ta cho một lượng MnO2 nhất định để cho diêm quẹt bén lửa và pháo bông nổ mạnh. VD.Trong việc bảo quản thực phẩm người ta phải dùng chất kiềm hãm quá trình lên men của vi sinh vật,chất thường dùng là natribenzoat,một lượng thích hợp,không độc hại và thực phẩm được bảo quản lâu hơn. 2. Nắm được qui luật về chuyển dịch cân bằng hóa học người ta có thể tổng hợp được nhiều chất mà trước đây rất khó điều chế vì hiệu suất quá thấp như tổng hợp SO3 trong quá trình sản xuất H2SO4 hoặc tổng hợp NH3 trong quá trình sản xuất phân đạm urê… PHIẾU HỌC TẬP SỐ 7: 1.Xét cân bằng: 2SO2(k) + O2(k) 2SO3(k) +∆H = -197 kJ Nhận xét về nồng độ SO2,O2,SO3 theo chiều (1). ………………………………………………………………… Nhận xét về áp suất của hỗn hợp theo chiều (1). ............................................................................................ Nhận xét về nhiệt độ theo chiều (1). ………………………………………………………………… Dưa. vào những nhận xét trên đây em hày cho biết điều kiện tối ưu về nồng độ các chất, áp suất hỗn hợp,nhiệt độ để cho việc tổng hợp SO3 đạt hiệu quả cao? .................................................................................................................................................................................................................................................................................... Về nồng độ: tăng nồng độ SO2 và O2, giảm nồng độ SO3. Theo chiều (1),nồng độ SO2 và O2 giảm,nồng độ SO3 tăng. Theo chiều (1),số mol khí giảm nên áp suất giảm. Theo chiều (1), ∆H < 0, phản ứng tỏa nhiệt. Về áp suất: tăng áp suất của hỗn hợp.. Về nhiệt độ: Hạ nhiệt độ vừa phải để các phân tử va chạm hiệu quả.. PHIẾU HỌC TẬP SỐ 7: 1.Xét cân bằng: N2(k) + 3H2(k) 2NH3(k) +∆H = -184 kJ Nhận xét về nồng độ N2,H2,NH3 theo chiều (1). ………………………………………………………………… Nhận xét về áp suất của hỗn hợp theo chiều (1). ............................................................................................ Nhận xét về nhiệt độ theo chiều (1). ………………………………………………………………… Dưa. vào những nhận xét trên đây em hày cho biết điều kiện tối ưu về nồng độ các chất, áp suất hỗn hợp,nhiệt độ để cho việc tổng hợp NH3 đạt hiệu quả cao? .................................................................................................................................................................................................................................................................................... Về nồng độ: tăng nồng độ N2 và H2, giảm nồng độ NH3. Theo chiều (1),nồng độ N2 và H2 giảm,nồng độ NH3 tăng. Theo chiều (1),số mol khí giảm nên áp suất giảm. Theo chiều (1), ∆H < 0, phản ứng tỏa nhiệt. Về áp suất: tăng áp suất của hỗn hợp.. Về nhiệt độ: Hạ nhiệt độ vừa phải để các phân tử va chạm hiệu quả.. Các em về làm hết 8 bài tập trang 162 và 163 sách giáo khoa HÓA HỌC 10 Xin chân thành cám ơn: Quí thầy cô đã đến dự giờ. Các em học sinh lớp 10 A1. Một số điểm cần lưu ý trong sách GK HÓA HỌC 10. 1.Nguyên tử khối và nguyên tử khối trung bình (trang 13 Hóa 10 nâng cao) Học sinh không phân biệt được khái niệm giữa nguyên tử lượng và nguyên tử khối. Theo IUPAC. Nguyên tử khối là khối lượng của nguyên tử được tính theo amu (đơn vị cacbon.). Nguyên tử lượng là trung bình nguyên tử khối của các đồng vị của nguyên tố đó trong tự nhiên. 2.Hiệu độ âm điện và liên kết cộng hóa trị có cực…(trang 86 hóa 10 nâng cao) “Người ta qui ước rằng khi hiệu độ âm điện của hai nguyên tử nằm trong khoảng 0 đến nhỏ hơn 0,4 thì liên kết cộng hóa trị được gọi là không cực.” Qui đinh theo kiểu “một mớ” này không có một cơ sở nào cho việc trang bị lý thuyết cho học sinh nhằm ứng dụng sự phân cực một liên kết cộng hóa trị để giải thích tính chất một hợp chất như độ tan,độ sôi v.v… 3.Điều chế Flo (trang 137 Hóa 10 nâng cao) KF nóng chảy ở nhiệt độ trên 800oC,HF là một hợp chất có nhiệt độ sôi 19,5oC như vậy rất khó hiểu cho một hỗn hợp KF.2HF nóng chảy ở 80oC… 4.Bài tập: 5.10 (trang 39 sách bài tập nâng cao). Nhận biết các chất khí Cl2,H2,N2,O2 đựng trong bình sẫm màu. 5.22(trang 41 sách bài tập nâng cao). Nhận biết chất khí hidroclorua,không khí, cacbondioxyt,clo bằng cách không dùng phản ứng hóa học. Bài giải của hai bài tập trên cho ngửi mùi các lọ khí là không phù hợp cho thao tác cơ bản trong phòng thí nghiệm. 5*( trang 162 sách hóa 10 nâng cao) Đốt cháy hoàn toàn m gam cacbon trong khí oxy (đktc) thu được hỗn hợp khí A có tỉ khối hơi so với oxy là 1,25…có nhều hướng giải quyết vì đề ra không rõ là oxy có dư hay oxy không dư…. 6.16.( trang 53 sách bài tập nâng cao) Dung địch hiropeoxyt có nồng độ 3,00% theo thể tích,khối lượng riêng là 1,44g/cm3 không giải được bài toán…Nếu 1,44g/ml là khối lượng riêng của H2O2 tinh khiết thì đúng hơn.. Tôi nghĩ rằng ban biên tập sách giáo khoa nên xác đáng hơn trong việc đọc và sửa bản in vì sách này có tầm cỡ quốc gia,hơn nữa trong quá trình hội nhập với thế giới bên ngoài chúng ta không thể nào quên đi độ tin cậy của một quyển sách quốc gia. TP.Hồ Chí Minh ngày 9/4 năm 2007. Biện văn Cư.