Bài tập tự luận kèm đáp án - Chương 7: Tốc độ phản ứng
Câu 6 ( câu tự luận)
a) Phát biểu nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelier, cho ví dụ minh họa.
b) Trộn lẫn 8 mol khí SO2 với 4 mol khí O2 trong một bình kín có xúc tác để xảy ra phản ứng
2SO2 + O2 2SO3, sau một thời gian phản ứng đạt đến trạng thái cân bằng thì trong hỗn hợp còn
lại 20% lượng khí SO2 ban đầu.
-Hãy tính hằng số cân bằng của phản ứng trên.
-Tính áp suất hỗn hợp ở trạng thái cân bằng biết rằng áp suất ban đầu là 3 atm.
[A]m[B]n -Trường hợp [A] tăng gấp 2 lần, [B] không đổi: v1 = k(2[A])m[B]n -Trường hợp [A] giữ nguyên, [B] tăng gấp 2 lần: v2 = k[A]m (2[B])n Theo đề bài ta có: 2 = 2m m = 1; 4 = 2n n = 2; Câu 6 ( câu tự luận) a) Phát biểu nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelier, cho ví dụ minh họa. b) Trộn lẫn 8 mol khí SO2 với 4 mol khí O2 trong một bình kín có xúc tác để xảy ra phản ứng 2SO2 + O2 2SO3, sau một thời gian phản ứng đạt đến trạng thái cân bằng thì trong hỗn hợp còn lại 20% lượng khí SO2 ban đầu. -Hãy tính hằng số cân bằng của phản ứng trên. -Tính áp suất hỗn hợp ở trạng thái cân bằng biết rằng áp suất ban đầu là 3 atm. *a) Xem sách giáo khoa Hóa học 10. Phần lấy ví dụ minh họa, học sinh có thể lấy bất kì phản ứng thuận nghịch nào. Sau đó nên rõ từng trường hợp cụ thể nếu ta thay đổi các yếu tố về áp suất, nồng độ, nhiệt độ. 3 b) 2SO2 + O2 2SO3 Hằng số cân bằng của phản ứng ở nhiệt độ xác định: Kc = (1) Nồng độ các chất lúc cân bằng: [SO2] = (mol/l) (V là thể tích tích của bình phương phản ứng) [SO3] = mol/l và [O2] = mol/l Thay các giá trị nồng độ vào biểu thức (1) ta tính được Kc = 20V. Tổng số mol khí ban đầu : 8 + 4 = 12 mol Ở trạng thái cân bằng tổng số mol khí có trong bình phản ứng: 1,6 + 6,4 + 0,8 = 8,8 mol Áp suất P lúc cân bằng là: = 2,2 atm. Câu 7 ( câu tự luận) Cho phản ứng : N2 + 3H2 2NH3 ; H < 0 xảy ra trong bình kín dung tích 3 lít, phản ứng có xúc tác thích hợp và được thực hiện ở 4500C . Khi phản ứng đạt đến trạng thái cân bằng, hằng số cân bằng của phản ứng là 843,75.10-4 và trong bình có 6 mol khí H2 , số mol NH3 sinh ra nhiều hơn số mol N2 dư là 0,2 mol. a)Tính số mol N2 H2 ban đầu. b) So sánh áp suất khí trong bình lúc cân bằng với lúc chưa phản ứng. *a) Đặt a, b lần lượt là số mol của N2 và H2 lúc ban đầu. N2 + 3H2 2NH3 Số mol ban đầu: a b Số mol phản ứng: x 3x 2x Số mol lúc cân bằng: (a – x) 6 2x Theo đề bài, ta có: 2x – (a – x) = 0,2 A = 3x – 0,2 Nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng: [N2] = mol/l ; [H2] = = 2 mol/l ; [NH3] = mol/l Hằng số cân bằng : KC = = 843,75.10-4 x2 – 1,0125x + 0,1025 = 0 Giải phương trình ta được x1 = 0,9 và x2 = 0,1125 4 Khi x1= 0,9 thì a = 3x – 0,2 = 2,5 mol và b – 3x = 6 b = 6 + 3x = 8,7 mol Khi x = 0,1125 thì a = 3x – 0,2 = 0,13575 mol b = 3x + 6 = 6,3375 mol. b) Áp suất khí tỉ lệ với số mol trong bình: Khi x = 0,9 thì = 0,839 < 1 Khi x = 0,1125 thì = 0,965 < 1 Câu 8 ( câu tự luận) Một bình kín dung tích 1,2 lít ở nhiệt độ 4000C có chứa 14,224g iot và 0,112g hiđro. Tốc độ ban đầu của phản ứng là 9.10-5 mol.l-1.ph-1. Sau một thời gian, ở thời điểm t nồng độ của HI là 0,04 mol/l và khi phản ứng H2+ I2 2HI đạt đến trạng thái cân bằng, nồng độ của HI = 0,06 mol/l. a)Tính hằng số tốc độ của phản ứng thuận và phản ứng nghịch. b) Tính tốc độ tạo thành HI ở thời điểm t. *a) Tính hằng số tốc độ của phản ứng thuận và phản ứng nghịch: = = 0,056 mol [I2]ban đầu = = 0,05 mol/l = = 0,056 mol [H2]ban đầu = = 0,05 mol/l Phương trình phản ứng: H2+ I2 2HI Vận tốc phản ứng thuận: vt = kt[I2][H2] kt = kt = = 36.10-3 l.mol-1.ph-1 Mặt khác: KC = = = 9 Vậy = = 4.10-3 l.mol-1.ph-1 b) Tốc độ tạo thành HI ở thời điểm t: vHI = vt – vn vt = kt[I2][H2] = 36.10-3 = 324.10-7 mol.l-1.ph-1 vn = kt[HI]2 = 4.10-3 42.10-4 = 64.10-7 mol.l-1.ph-1 vHI = 324.10-7 – 64.10-7 = 2,6.10-5 mol.l-1.ph-1 Câu 9 ( câu tự luận) 5 Dưới tác dụng của nhiệt PCl5 bị phân tích thành PCl3 và Cl2 theo phương trình phản ứng: PCl5(k) PCl3(k) + Cl(k) a)Nếu để 0,55 mol PCl5 trong một bình kín 12 lít và đốt nóng đến 2500C, ở trạng thái cân bằng thu được 0,33 mol Cl2 .Tính KC , KP của phản ứng trên ở 2500C. b) Ở 2730C, áp suất 1 atm hỗn hợp cân bằng có khối lượng riêng là 2,502 g/l. Tính KC , KP ở 2730C *a) Tính KC , KP ở 2500C: PCl5(k) PCl3(k) + Cl(k) Số mol ban đầu: 0,55 Số mol phản ứng: 0,33 0,33 0,33 Số mol lúc cân bằng (0,55 – 0,33) 0,33 0,33 KC = = = 0,0413 KP = KC( = 0,0413 0,082 523 = 1,77. b) Tính KC , KP ở 2730C: Gọi x là số mol PCl5 trong 1 lít hỗn hợp lúc cân bằng và y là số mol của PCl3 cũng là của Cl2 trong 1 lít hỗn hợp lúc cân bằng. Tổng số mol lúc cân bằng sẽ là: x + 2y Mặt khác, ta có: PV = nRT n = x + 2y = = 0,02231 (1) Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: = mhỗn hợp sau phản ứng Số mol PCl5 trước khi phản ứng : x + y = x + y = 0,012 (2) Từ (1) và (2) suy ra x = 0,0017 mol ; y = 0,0103 mol KC = = = 0,0624 KP = 0,0624 0,082 546 = 2,8 Câu 10 ( câu tự luận) Phản ứng H2(k) + CO2(k) H2O(k)+ CO(k) được thực hiện ở nhiệt độ 2000K có hằng số cân bằng KC = 4,4. 6 a)Tính thành phần của hỗn hợp lúc cân bằng khi 1 mol H2 + 1 mol CO2 và 1 mol H2O được trộn lẫn trong bình kín có dung tích 4,68 lít ở nhiệt độ trên. b) Nếu hệ đang ở trạng thái cân bằng ở câu a, ta bơm thêm vào bình 1 mol H2, 1 mol CO2 và 2 mol CO thì cân bằng chuyển dịch như thế nào? Khi cân bằng mới được thiết lập thì nồng độ mỗi chất là bao nhiêu? *a) Nồng độ ban đầu của H2 = = 0,214 mol/l Nồng độ ban đầu của CO2 và nước cũng bằng 0,214 mol/l. Nồng độ ban đầu của CO bằng 0. Phương trình phản ứng: H2(k) + CO2(k) H2O(k) + CO(k) Nồng độ ban đầu: 0,214 0,214 0,214 Nồng độ phản ứng: x x x x Nồng độ lúc cân bằng: (0,214 – x) (0,214 – x) (0,214 – x) x KC= = = 4,4 Giải phương trình ta được: x = 0,119M Vậy nồng độ các chất lúc cân bằng : [H2] = [CO2] = 0,095M; [H2O] = 0,333M và [CO] = 0,119M b) Nồng độ H2 thêm vào: = 0,214M Nồng độ H2 sau khi thêm là: 0,214 + 0,095 = 0,309M Tương tự, nồng độ CO2 sau khi thêm là: 0,214 + 0,095 = 0,309M Vận tốc phản ứng thuận: vt = kt[H2][CO2] Nồng độ H2 và CO2 đều tăng lên 0,309: 0,095 = 3,25 lần Suy ra vt tăng 10,5625 lần. Nồng độ CO thêm vào là : = 0,428M Nồng độ CO sau khi thêm vào là: 0,428 + 0,119 = 0,547M Nồng độ CO tăng 0,547 : 0,119 = 4,6 lần Vận tốc phản ứng nghịch vn = kn[CO][H2O] [H2O] giữ nguyên, [CO] tăng 4,6 suy ra vn tăng 4,6 lần vt > vn vì vậy cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận. Phương trình phản ứng: H2(k) + CO2(k) H2O(k) + CO(k) Nồng độ ban đầu: 0,309 0,309 0,333 0,547 Nồng độ phản ứng: y y y y Nồng độ lúc cân bằng: (0,309 – y) (0,309 – y) (0,333 + y) (0,547 +y) 7 KC = = 4,4 Giải phương trình ta được y = 0,07082 0,071M [H2] = [CO2] = 0,238M ; [H2O] = 0,404M ; [CO] = 0,618M Câu 11 ( câu tự luận) Phân hủy CaCO3 được tiến hành trong bình kín ở 8000C, khi áp suất khí CO2 trong bình đạt đến giá trị 0,236 atm thì phản ứng đạt đến trạng thái cân bằng. a)Tính giá trị KC và KP của phản ứng ở nhiệt độ trên. b) Trong một bình dung tích 10 lít, nếu cho vào 5g CaCO3 rồi nung ở 8000C, khi đạt đến trạng thái cân bằng, khối lượng mỗi chất rắn trong bình là bao nhiêu? c) Nếu vẫn dùng bình dung tích 10 lít nhưng cho vào đó 2g CaCO3 rồi nung ở 8000C thì khối lượng mỗi chất rắn còn lại trong bình là bao nhiêu? *a) Tính giá trị Kp , KC” KP = = 0,236 KC = = = 2,68.10-3 = [CO2] b) Khối lượng các chất rắn lúc cân bằng: = 2,68.10-3 = 2,68.10-2 mol = = 0,0286 = 2,68g = 5 – 2,68 = 2,32g mCaO = 0,0268 56 = 1,5g c) = = 0,02 mol < 0,0268 mol, vì vậy CaCO3 cho vào bình chưa đủ tạo ra nồng độ cân bằng của CO2, hay có nghĩa là CaCO3 bị nhiệt phân hết. Vậy mCaO = 0,02 56 = 1,12g. Câu 12 ( câu tự luận) Trong một bình kín dung tích 10 lít có chứa 0,5 mol H2 và 0,5 mol I2, phản ứng với nhau ở nhiệt độ 4480C theo phương trình phản ứng: Hằng số cân bằng ở nhiệt độ này là 50 8 a)Tính áp suất tổng quát lúc cân bằng. b)Tính số mol I2 ở trạng thái cân bằng. c) Tính áp suất riêng phần của mỗi khí trong hỗn hợp lúc cân bằng. *a) Tổng số mol hỗn hợp ban đầu: 0,5 + 0,5 = 1 mol Ta thấy trước và sau phản ứng tổng số mol bằng nhau, nên tổng số mol của cả hệ phản ứng không đổi. Ptq = = 5,91 atm. b) Số mol I2 ở trạng thái cân bằng: Số mol ban đầu: 0,5 0,5 Số mol phản ứng: x x 2x Số mol lúc cân bằng: (0,5 – x) (0,5 – x) 2x KC = = 50 x = 0,39 Vậy số mol I2 ở trạng thái cân bằng là: 0,5 – 0,39 = 0,11 mol. c) Áp suất riêng phần của mỗi khí trong hỗn hợp ở trạng thái cân bằng: Trong cùng một điều kiện về nhiệt độ và thể tích thì tỉ lệ số mol bằng tỉ lệ áp suất. 0,591 = 0,65 atm Áp suất riêng phần của HI là: PHI = 5,91 – (0,65 + 0,65) = 4,61 atm. Câu 13 ( câu tự luận) Xét phản ứng mA + nB pC (ở nhiệt độ không đổi) Thí nghiệm cho thấy vận tốc của phản ứng này: -Tăng gấp đôi khi ta tăng gấp đôi nồng độ A và giữ nguyên nồng độ B. -Giảm 27 lần khi giảm nồng độ chất B 3 lần và giữ nguyên nồng độ chất A so với ban đầu. Tìm bậc của phản ứng(xác định m, n), và viết biểu thức tính tốc độ phản ứng. * mA + nB pC V = k. . Gọi nồng độ mol lúc đầu của A là a mol/l, của B là b mol/l ta có: vđầu = k.am.bn Khi tăng nồng độ A lên gấp đôi: v1 = k(2a)m.bn = 2 m = 1 9 Khi giảm nồng độ B 3 lần thì v2 = k.am. ( Suy ra = ( = = n = 3 v = k.[A][B]3. Câu 14 ( câu tự luận) Cho cân bằng sau đây: N2O4(k) 2NO2(k) Khi cho 18,4g N2O4 vào bình có dung tích 5,904 lít ở 270C, lúc cân bằng áp suất bằng 1 atm. Tính áp suất riêng phần của NO2 và N2O4. *Số mol N2O4 ban đầu: = 0,2 mol N2O4(k) 2NO2(k) Số mol ban đầu: 0,2 Số mol phản ứng: x 2x Số mol cân bằng: 0,2 – x 2x Tổng số mol khí lúc cân bằng: 0,2 + x 0,2 + x = = 0,24 suy ra x = 0,04 Lúc cân bằng: = 2x = 0,04 2 = 0,08 mol = 0,2 – 0,04 = 0,16 mol = 2 . Vậy = 2 Do đó = atm ; và = atm Câu 15 ( câu tự luận) Cho phản ứng đơn giản ở trạng thái khí: A + B A a)Viết biểu thức tốc độ của phản ứng trên. b) Xác định , biết rằng khi tăng tốc độ của A và B gấp 2 lần, thì thấy tốc độ phản ứng tăng 16 lần. *a) v = k[A][B b) v1 = k.2[A].(2.[B = .v = 16v Rút ra = 16 = 3. Câu 16 ( câu tự luận) Trong bình kín có thể tích 0,5 lít chứa 0,5 mol H2 và 0,5 mol N2 ở nhiệt độ t0C. Khi phản ứng đạt đến trạng thái cân bằng có 0,2 mol NH3 tạo thành. a)Tính hằng số cân bằng KC ở nhiệt độ t0C . 10 b) Tính hiệu suất phản ứng tạo thành NH3 . Muốn hiệu suất phản ứng đạt 90% thì cần phải thêm vào bình bao nhiêu mol N2. c) Nếu thêm vào bình 1 mol H2 và 2 mol NH3 thì cân bằng chuyển dịch về phía nào? Tại sao? d) Nếu thêm vào bình 1 mol heli, cân bằng sẽ chuyển dịch về phía nào? Tại sao? *a) [H2] = 1M ; [N2] = 1M ; [NH3] = 0,4M N2 + 3H2 2NH3 Nồng độ ban đầu: 1 1 Nồng độ phản ứng: 0,2 0,6 0,4 Nồng độ cân bằng: 0,8 0,4 0,4 KC = = 3,125 b) Số mol H2 thiếu nên hiệu suất phản ứng tính theo H2: Hiệu suất : H% = = 60% Muốn hiệu suất phản ứng tăng lên 90% [H2] tham gia phản ứng: 0,9M ; [N2] tham gia phản ứng: 0,3M; [NH3] tạo thành: 0,6M Gọi a là [N2] cần thêm thì ở trạng thái cân bằng ta có: [N2] = 1 + a – 0,3 = (0,7 + a)M [H2] = 1 – 0,9 = 0,1M; [NH3] = 0,6M KC = 3,125 = a = 114,5 Vậy số mol N2 cần thêm: 114,5 0,5 = 57,25 mol c) Khi thêm 1 mol H2 thì có nghĩa là thêm [H2] = 2M Khi thêm 2 mol NH3 thì có nghĩa là thêm [NH3] = 4M Vậy hỗn hợp gồm [N2] = 0,8M; [H2] = 2 + 0,4 = 2,4M ; [NH3] = 4 + 0,4 = 4,4M vt tăng = = 216 lần ; vn tăng = = 121 lần Tỉ lệ tăng: = 1,785 > 1 vt > vn Do đó cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận. d) Khi thêm khí He vào bình, He là khí trơ không tham gia phản ứng, nhưng số mol khí trong bình sẽ tăng lên nên áp suất tăng thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều giảm áp suất là chiều thuận. Câu 17 ( câu tự luận) Khi hòa tan NH3 vào H2O có cân bằng như sau: NH3 + H2O NH4+ + OH- 11 Giải thích chiều của chuyển dịch cân bằng khi: a)Thêm dung dịch xút loãng vào b)Thêm dung dịch axit clohiđric vào. *a) Chiều nghịch b) Chiều thuận. Câu 18 ( câu tự luận) Cho phản ứng sau: 2SO2 + O2 2SO3 (1) Ở t0C nồng độ lúc cân bằng của các chất [SO2] = a mol/l; [O2] = b mol/l ; [SO3] = c mol/l. Hỏi cân bằng (1) sẽ chuyển dịch sang chiều nào khi thể tích hỗn hợp giảm xuống 2 lần (giải thích dựa vào sự thay đổi tốc độ của phản ứng thuận và phản ứng nghịch). *Trước khi giảm thể tích: vt = kt[SO2]2[O2] = kt.a2b vn = kn[SO3]2 = kn.c2 Sau khi giảm thể tích xuống 2 lần thì nồng độ các chất tăng 2 lần nên: v’t = kt.8a2b = 8vt v’n = kn.4c2 = 4vn Vì vận tốc phản ứng thuận tăng nhiều hơn phản ứng nghịch nên cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận. Câu 19 ( câu tự luận) Ở nhiệt độ 1000K phản ứng: C(r) + CO2(k) 2CO(k) có hằng số cân bằng KP = 1,85. Xác định thành phần phần trăm số mol của các chất ở trạng thái cân bằng (ở 1000K và áp suất 0,1 atm) trong các trường hợp sau: a)Cho CO2 nguyên chất tác dụng với cacbon dư. b) Cho hỗn hợp cùng số mol CO2 và N2 tác dụng với cacbon dư. c)So sánh kết quả của hai trường hợp a và b, nêu nhận xét. *a) Trường hợp CO2 nguyên chất tác dụng với cacbon dư: C(r) + CO2(r) 2CO(k) Số mol ban đầu: 1 Số mol cân bằng: 1 – x 2x Phân số mol: và 12 KP = Thay P = 0,1 atm và KP = 1,85 atm vào ta được: = 1,85 . Giải ra ta được x = 0,907. %CO2 = = 4,8% ; %CO = 100 – 4,8 = 95,2 % b)Hỗn hợp CO2 và N2 tác dụng với cacbon dư: Giả sử hỗn hợp ban đầu gồm 1 mol CO2 và 1 mol N2 C(r) + CO2 + N2 2CO Số mol ban đầu: 1 1 Số mol lúc cân bằng: 1 – y 1 2y Phân số mol: PCO = và = KP = = Do nhiệt độ không thay đổi vẫn là 1000K nên KP không đổi và giá trị P = 0,1 atm, thay KP và P vào biểu thức trên ta được: = 1,85 y 0,94 %CO2 = = 2%; %CO = = 64%; %N2= = 34% c) So sánh kết quả ở câu a và b: Ở câu a : = 19,8; ở câu b: : = 32 Nhận xét: Thêm N2 là một chất trơ và giữ nguyên áp suất đã làm tăng hiệu suất tạo thành CO. Câu 20 ( câu tự luận) Ở nhiệt độ 3500C và áp suất 2 atm có cân bằng sau xảy ra: SO2Cl2(k) SO2(k) + Cl2 (k) Hằng số cân bằng KP của phản ứng bằng 50 a)Tính phần trăm thể tích khí SO2Cl2 khi phản ứng đạt đến trạng thái cân bằng. b) Nếu số mol ban đầu của SO2Cl2 là 150 mol, tính số mol của khí Cl2 khi phản ứng trên đạt đến trạng thái cân bằng (các khí được xem như là khí lý tưởng). *a) = 0,98%. b) = 147,09 mol 13 Câu 21 ( câu tự luận) Cho vào bình kín dung tích 1 lít hỗn hợp gồm 1 mol khí H2 và 1 mol khí I2 khi phản ứng đạt đến trạng thái cân bằng ở nhiệt độ 4100C thì hằng số tốc độ phản ứng thuận là kt = 0,0659 và hằng số tốc độ phản ứng nghịch kn = 0,0017. Cho biết hằng số cân bằng KC = kt : kn , tìm nồng độ mol các chất lúc cân bằng. *[HI] = 1,552 mol/l ; [H2] = [I2] = 0,224 mol/l. Câu 22 ( câu tự luận) Ở nhiệt độ xác định và 1 áp suất 1 atm. Độ phân li của N2O4 thành NO2 là 11%. a)Tính hằng số cân bằng KP của phản ứng. b) Độ phân li sẽ thay đổi như thế nào khi áp suất giảm từ 1 atm xuống còn 0,8 atm. c) Để cho độ phân li giảm xuống còn 8% thì phải nén hỗn hợp khí tới áp suất nào? Kết quả nhận được có phù hợp với nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelier không? Tại sao? *a) N2O4 2NO2 1 – a 2a (a là độ phân li của N2O4) ; KP = Với a = 0,11 và P = 1 ta tính được KP = 0,049. b) Khi P = 0,08 atm , thế vào biểu thức KP ta tính được P = 1,9 atm. Vậy khi tăng áp suất tử 1 atm lên 1,9 atm cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch, chiều làm giảm áp suất, sự thay đổi này phù hợp với nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelier. Câu 23 ( câu tự luận) Ở nhiệt độ 8500C có cân bằng hóa học sau: CO(k) + H2O(h) H2(k) + CO2(k) Nồng độ cân bằng của CO2 là 0,75 mol/l. Tính các giá trị hằng số cân bằng KC và KP ở nhiệt độ trên, cho biết nồng độ ban đầu của CO là 1 mol/l và của nước là 3 mol/l. * CO(k) + H2O(h) H2(k) + CO2(k) Nồng độ ban đầu: 1 3 Nồng độ phản ứng: 0,75 0,75 0,75 0,75 Nồng độ lúc cân bằng: 0,25 0,25 0,75 0,75 KC= = 1 KP = KC( = (1+ 1) – (1+ 1) = 0 KP = KC = 1 Câu 24 ( câu tự luận) 14 Cho 2 mol N2 và 8 mol H2 vào bình kín có thể tích 2 lít, sau khi phản ứng N2(k) + 3H2(k) 2NH3(k) đạt đến trạng thái cân bằng , đưa nhiệt độ về nhiệt độ ban đầu thì áp suất bình bằng 0,9 lần áp suất đầu. Tính hằng số cân bằng. *Tổng số mol ban đầu trong bình kín: 2 + 8 = 10 mol Trong cùng điều kiện nhiệt độ và thể tích thì tỉ lệ số mol bằng tỉ lệ áp suất. Ta có: ns = 0,9 10 = 9 mol Gọi x là số mol N2 tham gia phản ứng: N2(k) + 3H2(k) 2NH3(k) Số mol ban đầu: 2 8 Số mol phản ứng: x 3x 2x Số mol cân bằng: (2 – x) (8 – 3x) 2x Tổng số mol các khí sau khi phản ứng: 10 – 2x = 9 x = 0,5 mol Ở trạng thái cân bằng: = 2 – 0,5 = 1,5 mol [N2] = = 0,75 mol/l = 8 – 3 0,5 = 6,5 mol [H2] = = 3,25 mol/l = 2 0,5 = 1 mol [NH3] = = 0,5 mol/l Hằng số cân bằng của phản ứng: KC = = 9,71.10-3 Câu 25 ( câu tự luận) Ở nhiệt độ 800K, hằng số cân bằng KC của phản ứng giữa khí CO và hơi nước CO + H2O H2 + CO2 là 4,12. Đun nóng một hỗn hợp gồm 20% về khối lượng khí CO và 80% hơi nước đến nhiệt độ 800K. Tính thành phần phần trăm về khối lượng của hỗn hợp khi phản ứng trên đạt đến trạng thái cân bằng nếu lúc đầu người ta lấy 1 kg hơi nước. * = 55,56 mol; nNO = = 8,93 mol CO + H2O H2 + CO2 Số mol ban đầu: 8,93 55,56 Số mol phản ứng: x x x x Số mol cân bằng: 8,93 – x 55,56 – x x x (Điều kiện x < 8,93) Tổng số mol trước và sau phản ứng bằng bao nhiêu nên tỉ lệ về nồng độ cũng bằng tỉ lệ về số mol: 15 KC = = 4,12 Giải phương trình trên ta tính được x = 8,55 Vậy %mCO = 0,85% = 67,68% = 1,37% = 100 – 0,85 – 67,68 – 1,37 = 30,1%. Câu 26 ( câu tự luận) Ở 5000C hằng số cân bằng của phản ứng 2NOCl 2NO + Cl2 bằng KP = 1,63.10-2. Ở trạng thái cân bằng, áp suất riêng phần của PNOCl bằng 0,238 atm. a)Tính áp suất riêng phần của khí Cl2 ở trạng thái cân bằng. b) Nếu thêm vào bình một lượng Cl2 để ở trạng thái cân bằng mới áp suất riêng phần của NOCl bằng 0,638. Tính áp suất riêng phần của NO và Cl2 . Cho biết nhiệt độ bình không đổi. *a) KP = = 0,119 atm. b) Sau khi thêm Cl2 vào cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều nghịch . PNOCl tăng lên là: 0,683 – 0,643 = 0,44 atm. Vì áp suất tỉ lệ với số mol nên PNO giảm 0,04 atm. Vậy ở trạng thái cân bằng mới: PNO = 0,238 – 0,04 = 0,198 atm = 0,194 atm Câu 27 ( câu tự luận) Cho cân bằng sau: N2O4(khí không màu) 2NO2(khí màu nâu đỏ) Cho hỗn hợp gồm 46g N2O4 và 13,8g NO2 vào một bình kín thể tích 10 lít, đến khi hỗn hợp đạt trạng thái cân bằng thì áp suất trong bình bằng 1,015 lần áp suất ban đầu, biết nhiệt độ không đổi là 27,30C. a)Tính hằng số cân bằng KC , KP của phản ứng. b) Ở trạng thái cân bằng cũ, nếu ta thêm vào bình 9,2g NO2 , giữ ở nhiệt độ không đổi, tính số mol các chất ở trạng thái cân bằng mới. c) Khi làm lạnh bình hỗn hợp phản ứng đến 00C ta thấy màu nâu đỏ nhạt dần, vậy phản ứng thuận thu nhiệt hay tỏa nhiệt? So sánh hằng số cân bằng của phản ứng trên ở 00C và 27,30C. * = 0,5 ; = 0,3 16 Áp suất tăng chứng tỏ đã có phản ứng thuận xảy ra N2O4 2NO2 Số mol ban đầu: 0,5 0,3 Số mol phản ứng: x 2x Số mol cân bằng: 0,5 – x 0,3 + x nsau phản ứng = 0,5 – x + 0,3 + 2x = 0,8 + x Ở nhiệt độ và thể tích không đổi: = 1,015 0,8 + x = 0,812 x = 0,012 = 0,5 – 0,012 = 0,448 ; = 0,3 + 0,012 2 = 0,324 a)KC = = 0,0215 KP = KC. = 0,0215[ = 0,5276 b) = 0,2 Thêm NO2 vào cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều nghịch: N2O4 2NO2 Số mol ban đầu: 0,488 0,324 + 0,2 Số mol phản ứng: x1 Số mol cân bằng: 0,488 – 0,524 – x1 KC = = 0,0215 (x1 < 0,524) x1 = 0,1726 Sau khi cân bằng mới được thiết lập: = 0,488 + = 0,5743 mol = 0,524 – 0,1726 = 0,3514 mol c) Khi làm lạnh bình hỗn hợp sau phản ứng, màu nâu đỏ nhạt dần, chứng tỏ cân bằng đã chuyển dịch theo chiều nghịch. Vậy chiều nghịch là chiều tỏa nhiệt hay chiều thuận là chiều thu nhiệt. Vậy KC ở 00C < KC ở 27,30C. Câu 28 ( câu tự luận) Trong bình kín dung tích 10 lít ở nhiệt độ 250C, người ta nạp vào đó 1 mol khí NO2 . Sau một thời gian thiết lập cân bằng sau: 2NO2 (khí màu nâu đỏ) N2O4(khí không màu) 17 a)Tại thời điểm cân bằng, người ta xác định được số mol của N2O4 là 0,24 mol. Hãy xác định hằng số cân bằng KC , KP của phản ứng và tính áp suất riêng phần của
File đính kèm:
- CHUONG_7__TOC_DO_PHAN_UNG_TL_20150726_095605.pdf