Bài giảng Hóa học - Cân bằng hóa học

Môn Hóa HọcCÂN BẰNG HÓA HỌCKiểm tra bài cũ :Mỗi học sinh trả lời 4 câu hỏi trắc nghiệm với thời gian 30 giây cho 1 câu, sau đó giải thích vì sao chọn đáp án đúng.Câu hỏi 1 : Hằng số cân bằng Kc của một phản ứng phụ thuộc vào yếu tố nào sau đây?A. Nồng độB. . Nhiệt độ C. . Áp suấtD. Sự có mặt chất xúc tác.	Câu B	Câu trả lời sau cùng của em ?Câu hỏi 2 : Một phản ứng thuận nghịch đạt đến trạng thái cân bằng khi nào?A. Phản ứng thuận đã kết thúc B. Tốc độ của phản ứng thuận và nghịch bằngnhau. C. Phản ứng nghịch đã kết thúc D. Tất cả đều sai.	Câu B	Câu trả lời sau cùng của em ?Câu 3: Chọn câu đúng trong các câu sau:A. Hệ đồng thể là hệ có bề mặt phân chia, hệ dị thể là hệ không có bề mặt phân chia.B. Giá trị của hằng số cân bằng Kc giúp ta biết được hiệu suất của pứ.C. Sự chuyển dịch cân bằng hóa học là do tác động của các yếu tố từ bên trong lên cân bằng.D. Tất cả đều sai.Câu 4: Viết biểu thức hằng số cân bằng Kc cho các pứ sau:2SO2 (k) + O2 (k) 2SO3 b. Cu2O (r) + ½ O2 (k) 2CuO (r)a. Kc= [SO3]2 [SO2]2[O2 ]b. Kc= 1 [O2]1/2IV/ 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) + CO2 (k)  2CO (k) (1)Phiếu học tập số 1 : Học sinh tham khảo sgk và trả lời từng câu hỏi sau đây : So sánh vT và vN khi phản ứng ở trạng thái cân bằng, nồng độ các chất có thay đổi không ?. C(r) + CO2 (k)  2CO(k)+ Khi ở trạng thái cân bằng : vT = vN, nồng độ của các chất không đổi.Kc=[CO]2 [CO2]Ở 8000C, Kc = 9,2.10-2Khi thêm CO2 vào thì hệ cân bằng sẽ biến đổi như thế nào ? Thêm CO2 vào hỗn hợp phản ứng, nồng độ CO2 tăng, Kc 0* Ảnh hưởng của nhiệt độ :Ví dụ :CaO + H2O  Ca(OH)2 H = -65 kJCaCO3  CaO + CO2 H = +178 kJXét cân bằng trong bình kín : NO2 (k)  2N2O4 (k) (*) H = 58 kJ(màu nâu đỏ) (không màu)Phản ứng thuận H = +58 kJ > 0 phản ứng thu nhiệt.Phản ứng nghịch H = -58 kJ < 0 phản ứng tỏa nhiệt.to Xét thí nghiệm : Ngâm hỗn hợp phản ứng (*) trong nước đá và nước sôi.Nước đáNước sôiPhiếu học tập số 3 : Sau khi xem mô phỏng thí nghiệm, nhận xét màu của hỗn hợp khí  xác định chiều chuyển dịch của cân bằng  kết luận về ảnh hưởng của nhiệt độ đến cân bằng hóa học. N2O4 (k) 2NO2 (k) H = + 58 kJ+ Hỗn hợp ở trạng thái cân bằng, ngâm bình đựng hỗn hợp vào nước sôi, màu nâu đỏ của hỗn hợp đậm lên  cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận  chiều của phản ứng thu nhiệt.+ Ngâm bình vào nước đá, màu của hỗn hợp khí nhạt đi  cân bằng chuyển dời theo chiều nghịch  chiều của phản ứng tỏa nhiệt. Kết luận : Khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều phản ứng thu nhiệt nghĩa là làm giảm tác dụng của việc tăng nhiệt độ và khi giảm nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều phản ứng tỏa nhiệt chiều làm giảm tác dụng của việc giảm nhiệt độ.Ba yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học là nồng độ, áp suất, nhiệt độ được tổng kết thành nguyên lí chuyển dịch cân bằng :Phiếu học tập số 4 : Nêu điểm giống nhau của chiều chuyển dịch cân bằng khi chịu tác động của nồng độ, áp suất, nhiệt độ. Từ đó phát biểu nguyên lí chuyển dịch cân bằng.* Nguyên lý chuyển dịch cân bằng : (nguyên lý Lơ Satơlie) le ChatelierMột phản ứng thuận nghịch đang ở trạng thái cân bằng khi chịu một tác động bên ngoài như biến đổi nồng độ, áp suất, nhiệt độ, thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động bên ngoài đó. 4/ Vai trò của chất xúc tác :Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng thuận và tốc độ phản ứng nghịch với số lần bằng nhau nên không ảnh hưởng đến cân bằng hóa học.Chất xúc tác làm cho phản ứng nhanh đạt đến trạng thái cân bằng.IV/ Ý nghĩa của tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học trong sản xuất hóa học :Ví dụ1 : Trong quá trình sản xuất axit sunfuric có phản ứng : 2SO2 (k) + O2 (k)  2SO3 (k) H = -198 kJPhản ứng này dùng oxi không khí, ở nhiệt độ thường, phản ứng xảy ra rất chậm, và là phản ứng toả nhiệt. Để tăng tốc độ phản ứng phải dùng chất xúc tác và thực hiện phản ứng ở nhiệt độ khá cao. Nhưng đây là phản ứng tỏa nhiệt, tăng nhiệt độ làm cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch làm giảm hiệu suất của phản ứng, để hạn chế tác dụng này người ta dùng một lượng dư không khí (tăng nồng độ oxi) làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.Phiếu học tập số 5 : Xét phản ứng : 2SO2 (k) + O2 (k)  2SO3 (k) H < 0Ở nhiệt độ thường phản ứng xảy ra rất chậm, làm thế nào để cân bằng phản ứng chuyển dịch theo chiều thuận thu được nhiều SO3 ?- Nêu đặc điểm của phản ứng.- Dự kiến các cách làm cân bằng phản ứng chuyển dịch theo chiều thuận. Thảo luận nhĩm : Chiều chuyển dịchNồng độ Áp suất Nhiệt độ nghịch O2 giảmSO3 tăngGiảm tăng thuậnO2 tăngSO3 giảm Tăng Giảm Ví dụ2 : N2 (k) + 3H2 (k)  2NH3 (k) H = -92 kJĐặc điểm của phản ứng : tốc độ phản ứng rất chậm ở nhiệt độ thường, tỏa nhiệt và phản ứng thuận làm giảm áp suất chung của hệ.Do đó phản ứng được thực hiện ở nhiệt độ cao, áp suất cao và dùng chất xúc tác. Tuy nhiên nhiệt độ cao làm cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch, nên chỉ thực hiện ở nhiệt độ thích hợp (không cao quá).Phiếu học tập số 6 : Xét phản ứng : N2 (k) + 3H2 (k)  2NH (k) H < 0Ở nhiệt độ thường phản ứng xảy ra rất chậm, làm thế nào để cân bằng phản ứng chuyển dịch theo chiều thuận thu được nhiều NH3 ?- Nêu đặc điểm của phản ứng :- Dự kiến các cách làm cân bằng phản ứng chuyển dịch theo chiều thuận.Chiều chuyển dịchNồng độ Áp suất Nhiệt độ nghịch NH3 tăngGiảm tăng thuậnN2, H2 tăng Tăng Giảm Thảo luận nhĩm : Câu 1: cho phương trình phản ứng sau : CO(k) + H2O(k) CO2 (k) + H2(k) (H= - 41 kJ). Cân bằng hĩa học sẽ chuyển dịch về phía nào? Khi a. Tăng áp suất chung của hệ	Thêm 1 lượng hơi nước vào ; thêm 1 lượng khí H2 vàoc. Tăng nhiệt độ d. Tăng thể tích của hệ phản ứng 	 Thảo luận nhĩm : Chiều chuyển dịchNồng độ Áp suất Nhiệt độ nghịchCO2, H2 tăngKhơng đổi tăng thuậnCO, H2O tăng Khơng đổiGiảm Câu 4: Khi tăng áp suất, phản ứng nào khơng ảnh hưởng tới cân bằng : A. N2 +3H2 = 2NH3	B. 2CO +O2 = 2CO2 C. H2 + Cl2 = 2HCl 	D. 2SO2 + O2 = 2SO3 Thảo luận nhĩm : Bài học kết thúcCám ơn quí thầy cô và các em học sinh !