Giáo án Hóa học Lớp 11 nâng cao - Bài 2: Cân bằng hoá học

16/09/2005 Tiết pp : 5 Bài 2 : Cân bằng hoá học I. Mục tiêu bài học : 1. Về kiến thức : Hs hiểu : Thế nào là sự chuyển dịch cân bằng và những yếu tố nồng độ , nhiệt độ, áp suất ảnh hưởng đến chuyển dịch cân bằnghoá học như thế nào ? 2. Về kĩ năng : Vận dụng thành thạo nguyên lý chuyển dịch cân bằng cho một cân bằng hoá học. II. Chuẩn bị : Gv : Hệ cân bằng N2O4 (k) D 2NO2 (k) ở 25oC. Gồm hai ống nghiệm đựng khí NO2 ( có màu như nhau ); Một cốc nước đá để làm thí nghiệm chuyển dịch cân bằng 2NO2 (k) ) D N2O4 (k) Hs : Xem lại các yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng III. Tổ chức hoạt động dạy học : ổn định lớp : Kiểm tra bài cũ : Cân bằng hoá học là gì ? Lập biểu thức tính hằng số cân bằng của pư sau N2O4 (k) ) D 2NO2 (k) . Hằng số cân bằng K phụ thuộc vào yếu tố nào ? Bài mới : Hoạt động thầy trò Nội dung nghi bảng Hoạt động 1 - Gv thực hiện TN như SGK. Quan sát. Ban đầu màu của hh khí ở 2 ống nghiệm như nhau, Sau khi thực hiện thí nghiệm thì màu ở ống (a) nhạt hơn ống (b). - Gv kết luận: Chứng tỏ dưới tác dụng của t0 trạng thái cân bằng ở ống (a) bị phá vỡ. vt (pư tạo N2O4 không màu) > vn(pư phân hủy N2O4 màu nâu đỏ). Hiện tượng đó gọi là sự chuyển dịch cân bằng. - Hs phát biểu kết luận về sự chuyển dịch cân bằng. - Gv đặt vấn đề: ở đk không đổi, cbhh có thể được bảo toàn trong bao lâu tùy ý, nhưng khi thay đổi các điều kiện bên ngoài như: nồng độ, áp suất, nhiệt độ, cân bằng sẽ bị chuyển dịch. Ta hãy xét đến các yếu tố ảnh hưởng đến cbhh như thế nào ? Hoạt động 2 - Gv nêu vấn đề: ở 8000C pư thuận nghịch C(r) + CO2 (k) D 2CO (k) Có hằng số cân bằng K= 9,2.10-2. Nếu tăng [CO2] bằng cách đưa thêm CO2 vào bình pư thì cân bằng sẽ chuyển dịch như thế nào ? - Gv hướng dẫn Hs giải quyết: Ta có =9,2.10-2 Để K không đổi thì tỉ số không đổi, khi [CO2] tăng thì [CO] cũng phải tăng lên. Như vậy pư tạo thành CO lớn hơn hay cbdc về phía làm giảm [CO2]. Ngược lại nếu tăng [CO] bằng cách đưa thêm CO vào bình thì cbdc theo chiều nghịch làm tăng [CO2] hay chiều giảm [CO]. - Gv bổ sung: Chất rắn không có mặt trong biểu thức tính K nên khi thêm bớt chất rắn trong pư thì cân bằng không bị dịch chuyển. Hoạt động 3 - Gv lưu ý Hs: Vì áp suất và nồng độ có quan hệ tỉ lệ thuận nên có thể thay giá trị nồng độ bằng giá trị áp suẩttong biểu thức tính K. - Hs nghiên cứu TN trong Sgk và trả lời: Khi tăng hay giảm áp suất của hệ cbcd như thế nào ? Giải thích ? - Gv kết luận: Đối với 1 hệ cân bằng khi ta thay đổi áp suất, cân bằng sẻ chuyển dịch về phía chống lại sự thay đổi đó. - Gv cho hệ cân bằng: H2 (k) + I2 (k) = 2HI(k) Nếu tăng áp suất của hệ lên thì cân bằng dịch chuyển về phía nào ? Giải thích ? - Hs: Cân bằng không dịch chuyển. Vì tổng số mol khí 2 vế bằng nhau nên cân bằng dịch chuyển theo chiều nào thì áp suất của hệ cũng không thay đổi. Hoạt động 4 - Gv sử dụng pư ở mục I.1: N2O4 (k) ) D 2NO2 (k) ∆H >0 - Hs nhận xét: Pư thuận thu nhiệt, pư nghịch tỏa nhiệt. - Gv nêu vấn đề: Qua thí nghiệm trước ta thấy bình ngâm trong nước đá có màu nhạt hơn. Tại sao ? - Hs: Cân bằng đã dịch chuyển về phía tạo N2O4 không màu. Nghĩa là khi giảm nhiệt độ cân bằng đã dịch chuyển về phía pư tỏa nhiệt. - Gv: tương tự nếu nhúng 1 bình cầu vào cốc nước nóng hiện tượng sẽ xảy ra như thế nào và giải thích. - Hs quan sát TN sẽ nhận xét được bình nhúng vào nước nóng có màu nâu đỏ. Cân bằng đã dịch chuyển về phía tạo nhiều phân tử NO2 có nghĩa khi tăng nhiệt độ cbdc về phía thu nhiệt. - Gv: Sự chuyển dịch cân bằng đã xét ở trên tuân theo nguyên lý Lơ Sa-tơ-lie - Hs: Dựa vào Sgk phát biểu nguyên lý. - Gv bổ sung: Chất xt làm tăng v pư tức là vt và vn đều tăng như nhau nên chất xt không làm chuyển dịch cân bằng mà chỉ làm cho pư mau đạt đến ttcb. Hoạt động 5 - Gv: xét quá trình sản xuất vôi từ đá vôi : CaCO3 (rắn ) D CaO (rắn ) + CO2 (khí ) ∆H = 176 Trong quá trính Sx người ta đã làm gì để tăng Hs pư ? Giải thích ? - Hs : Tăng nhiệt độ vì pư thuận tỏa nhiệt, quay cửa lò về hướng gió để CO2 thoát ra nhanh hơn->giảm áp suất của lò (và cũng là giảm nồng độ CO2 của hệ pư) -> cbdc về phía thuận. Ngoài ra người ta còn đập nhỏ đá vôi ra để tăng diện tích bề mặt. Củng cố : Gv cho Hs trả lời bài tập 4,5 Sgk III. Sự chuyển dịch cân bằng hoá học : 1. Thí nghiệm : ( Sgk ) 2. Định nghĩa: Sự chuyển dịch cân bằng là sự phá vỡ trạng thái cân bằng cũ để chuyển sang trạng thái cân bằng mới do các yếu tố bên ngoài tác động lên cân bằng. IV. Các yếu tố ảnh hưởng đến cbhh: 1. ảnh hưởng của nồng độ: Khi tăng hoặc giảm nồng độ một chất trong cân bằng, thì cân bằng dịch chuyển theo chiều làm giảm tác dụng của việc tăng hoặc giảm nồng độ chất đó. Vd: Xét hệ cân bằng sau ở trong bình kín nhiệt độ không đổi : C(r) + CO2 (k) D 2CO (k) Khi tăng nồng độ của CO2 thì cbdc về phía làm giảm nồng độ CO2 là chiều thuận. Ngược lại khi khi giảm nồng độ CO2 thì cbdc về phía làm tăng nồng độ CO2 là chiều nghịch. * Chú ý : Trong hệ cân bằng có chất rắn tham gia thì việc thêm bớt chất rắn không làm cân bằng dịch chuyển. 2. ảnh hưởng của áp suất: Khi tăng hoặc giảm áp suất chung của hệ cân bằng thì cân bằng dịch chuyển theo chiều làm giảm tác dụng của việc tăng hoặc giảm áp suất đó Vd: Xét hệ cân bằng sau ở trong bình kín nhiệt độ không đổi 2NO2 (k) D N2O4 (k) Khi tăng áp suất của hệ cbdc về phía thuận là phía giảm số ptử khí (hay giảm p của hệ). Khi giảm áp suất của hệ cbdc về phía nghịch là phía tăng số ptử khí( hay tăng p của hệ) * Chú ý : Trong hệ cân bằng không có chất khí hoặc có số khí ở 2 vế của ptpư bằng nhau thì việc tăng hay giảm áp suất không ảnh hưởng đến cân bằng. 3. ảnh hưởng của nhiệt độ: Khi tăng nhiệt độ, cbdc theo chiều pư thu nhiệt, nghĩa là làm giảm tác dụng của việc tăng nhiệt độ và khi giảm nhiệt độ, cbdc theo chiều pư tỏa nhiệt, nghĩa là chiều làm giảm tác dụng của việc giảm nhiệt độ. Vd: Xét hệ cân bằng sau N2O4 (k) D 2NO2 (k) ∆H >0 Khi tăng nhiệt độ của hệ thì cân bằng dịch chuyển về phía pư thu nhiệt là pư thuận. Khi giảm nhiệt độ của hệ thì cân bằng dịch chuyển về phía pư toả nhiệt là pư nghịch. * Nguyên lý Lơ Sa-tơ-lie: Sgk V. ý nghĩa của tốc độ pư và cân bằng hóa học trong sản xuất hóa học : Sgk 4. Dặn dò: Về nhà làm bài tập 4,5,6,7,8,9,10. Ôn lại lý thuyết theo yêu cầu trong mục I bài luyện tập. 5. Rút kinh nghiệm: Nên thay đổi cụm từ “làm giảm tác động” trong nguyên lí Lơ Sa-tơ-li-ê bằng “chống lại sự tác động” sẽ chính xác và Hs khỏi nhầm lẫn.