Tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học - Nguyễn Văn Hào

m 24 lần. Giá trị γ = 24 được gọi là hệ số nhiệt của phản ứng. Trị số của γ được xác định hoàn toàn bằng thực nghiệm. . Như vậy nếu một phản ứng xảy ra ở nhiệt độ T1 với tốc độ v1, ở nhiệt độ T2 với tốc độ v2 (giả sử: T2 > T1) thì: 
- Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc: diện tích tiếp xúc càng lớn thì tốc độ phản ứng càng tăng
- Ảnh hưởng của xúc tác: Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng, bản thân không bị biến đổi sau phản ứng
2. Cân bằng hóa học
a. Khái niệm cân bằng hóa học, hằng số cân bằng hóa học
- Cân bằng hóa học là trạng thái của phản ứng thuận nghịch khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch. Cân bằng hóa học là một cân bằng động
- Xét phản ứng: aA + bB cC + dD (**)
Mỗi cân bằng hóa học được đặc trưng bởi một hằng số cân bằng KC (hằng số cân bằng hóa học) được xác định bởi biểu thức: 
Chú ý: @ Hằng số cân bằng KC không phụ thuộc vào nồng độ ban đầu của các chất phản ứng
	@ Với mỗi phản ứng nhất định thì KC chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ
	@ Trong cân bằng có chất rắn thì nồng độ chất rắn không được đưa vào biểu thức của KC
b. Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học
- Ảnh hưởng của nồng độ: Khi tăng hoặc giảm nồng độ của một chất trong cân bằng thì cân bằng chuyển dịch về phía làm giảm hoặc tăng nồng độ của chất đó.
@ Chú ý: Trong hệ cân bằng có chất rắn (ở dạng nguyên chất) thì việc tăng hay giảm khối lượng chất rắn không làm chuyển dịch cân bằng.
- Ảnh hưởng của áp suất (cân bằng có chất khí): Khi tăng áp suất chung của hệ cân bằng thì cân bằng chuyển dịch về phía tạo ra số mol khí ít hơn và ngược lại.
@ Chú ý: Trong cân bằng mà tổng số mol khí ở 2 vế bằng nhau thì áp suất không ảnh hưởng đến cân bằng
- Ảnh hưởng của nhiệt độ: Khi tăng nhiệt độ thì cân bằng chuyển dịch về phía phản ứng thu nhiệt (∆H>0) và ngược lại khi giảm nhiệt độ thì cân bằng chuyển dịch về phía phản ứng tỏa nhiệt (∆H<0)
II. Bài tập luyện tập
Bài 1: Cho phản ứng 
Ban đầu nồng độ oxi là 0,024 mol/lít. Sau 5s thì nồng độ của oxi là 0,02 mol/lít. Tốc độ phản ứng trên tính theo oxi là?
Bài 2: Cho phản ứng: Br2 + HCOOH→ 2HBr + CO2. 
Nồng độ ban đầu của Br2 là a mol/lít, sau 50 giây nồng độ Br2 còn lại là 0,01 mol/lít. Tốc độ trung bình của phản ứng trên tính theo Br2 là 4.10-5 mol/(l.s). Giá trị của a là 
A. 0,018. 	B. 0,016. 	C. 0,014. 	D. 0,012. 
(Trích câu 46, đề TS CĐ khối B năm 2010, mã đề 179)
Bài 3: Cho chất xúc tác MnO2 vào 100 ml dung dịch H2O2, sau 60 giây thu được 33,6 ml khí O2 (ở đktc). Tốc độ trung bình của phản ứng (tính theo H2O2) trong 60 giây trên là: 
	A. 5,0.10-4 mol/lít	B. 5,0.10-5 mol/lít	C. 1,0.10-3 mol/lít	D. 2,5.10-4 mol/lít
(Trích câu 8, đề TS ĐH khối B năm 2009, mã đề 148)
Bài 4: Cho 6 gam kẽm hạt vào một cốc đựng dung dịch H2SO4 4M (dư) ở nhiệt độ thường
Nếu giữ nguyên các điều kiện khác, chỉ biến đổi một trong các điều kiện sau thì tốc độ phản ứng sẽ biến đổi như thế nào?
a. Thay 6 gam kẽm hạt bằng 6 gam kẽm bột	b. Thay dd H2SO4 4M bằng dd H2SO4 2M
c. Thực hiện phản ứng ở nhiệt độ 50oC	d. Dùng thể tích dd H2SO4 4M tăng gấp đôi ban đầu
Bài 5: Cho phản ứng sau: CO (k) + Cl2 (k) → COCl2 (k)
Nồng độ CO và Cl2 ban đầu lần lượt là 0,4M và 0,3M. Hỏi tốc độ phản ứng sẽ thay đổi thế nào nếu tăng nồng độ CO và Cl2 lên 2 lần.
Bài 6: Xét phản ứng: 2CO (k) → CO2 (k) + C (r)
Để tốc độ phản ứng tăng lên 16 lần thì nồng độ khí CO phải tăng lên bao nhiêu lần?
Bài 7: Khi tăng nhiệt độ của phản ứng từ 140oC lên 180oC thì tốc độ phản ứng tăng bao nhiêu lần? cho biết hệ số nhiệt phản ứng trong khoảng nhiệt độ trên bằng 2.
Bài 8: Tốc độ phản ứng: H2 + Cl2 → 2HCl sẽ tăng lên bao nhiêu lần nếu tăng nhiệt độ từ 20oC lên 70oC. Biết rằng khi tăng nhiệt độ thêm 20oC thì tốc độ phản ứng tăng 9 lần?
Bài 9: Xét các hệ cân bằng sau trong một bình kín
a. C (r) + H2O (k) CO (k) + H2 (k) ; ∆H = 131 kJ
b. CO (k) + H2O (k) CO2 (k) + H2 (k) ; ∆H = -41 kJ
Các cân bằng trên sẽ chuyển dịch như thế nào nếu thay đổi một trong các điều kiện sau:
a. Tăng nhiệt độ	b. Thêm lượng hơi nước vào	c.Thêm khí H2 vào
d. Tăng áp suất chúng của hệ bằng cách nén cho thể tích giảm xuống	e. Dùng chất xúc tác
Câu 10: Cho phản ứng nung vôi xảy ra trong bình kín: CaCO3(r) CaO(r) + CO2(k) ∆H=178 kJ
Cân bằng sẽ thay đổi như thế nào nếu thay đổi các điều kiện sau: 
a. Thêm vào cân bằng khí CO2	b. Lấy khỏi hệ một lượng CaCO3
c. Tăng thể tích bình phản ứng 2 lần 	d. Giảm nhiệt độ phản ứng.
Bài 11: Cho biết phản ứng sau: H2 (k) + I2 (k) 2HI (k)
Nồng độ các chất lúc cân bằng ở nhiệt độ 430oC là: [H2]=[I2]=0,107 M; [HI]=0,786 M
Tính hằng số cân bằng KC tại 430oC?
Bài 12: Cho biết phản ứng sau: CO (k) + H2O (k) CO2 (k) + H2 (k)
Ở 700oC hằng số cân bằng KC của phản ứng là 1,873. Tính nồng độ H2O và CO ở trạng thái cân bằng, biết rằng hỗn hợp ban đầu có 0,300 mol H2O và 0,300 CO trong bình kín dung tích 10 lít ở 700oC.
Bài 13: Iot bị phân hủy bởi nhiệt theo phản ứng sau: I2 (k) 2I (k)
Ở 727oC hằng số cân bằng của phản ứng KC = 3,80.105. Cho 0,0456 mol I2 vào một bình kín dung dích 2,30 lít ở 727oC. Tính nồng độ của I2 và I ở trạng thái cân bằng?
Bài 14: Khi đung nóng HI trong một bình kín, xảy ra phản ứng sau: 2HI (k) H2 (k) + I2 (k)
a. Ở một nhiệt độ T, hằng số KC của phản ứng trên là . Hãy tính % lượng HI phân hủy ở nhiệt độ T?
b. Tính KC của các phản ứng sau:
1/ HI (k) H2 (k) + I2 (k) 	2/ H2 (k) + I2 (k) 2HI (k)
Bài 15: Đun nóng một lượng HI trong bình kín dung tích 1 lít ở 500oC đến khi đạt trạng thái cân bằng.
2HI (k) H2 (k) + I2 (k)
a. Nồng độ HI, H2, I2 ở trạng thái cân bằng lần lượt là 3,52 mol/l; 0,42 mol/l; 0,42 mol/l. Tính KC
b. Thêm vào hệ cân bằng trên 1 mol HI thì cân bằng chuyển dịch như thế nào? Tính nồng độ HI, H2, I2 ở trạng thái cân bằng mới? biết nhiệt độ không thay đổi.
Bài 16: Một bình kín dung tích 0,5 lít có chứa 0,5 mol N2 và 0,5 mol H2 ở nhiệt độ toC. Khi đạt đến trạng thái cân bằng có 0,2 mol NH3 tạo thành.
a. Tính KC của phản ứng ở toC?	b. Tính hiệu suất phản ứng tạo thành NH3? 
c. Khi thêm vào cân bằng 1 mol H2 và 2 mol NH3 thì cân bằng chuyển dịch về phía nào? Tại sao?
d. Nếu thêm vào cân bằng 1 mol khí He thì cân bằng chuyển dịch như thế nào? Tại sao?
III. Một số bài tập trắc nghiệm tự luyện
Bài 17: Cho cân bằng hoá học: N2 (k) + 3H2 (k) 2NH3 (k); phản ứng thuận là phản ứng toả nhiệt.
Cân bằng hoá học không bị chuyển dịch khi:
A. thay đổi nồng độ N2. 	B. thêm chất xúc tác Fe.	C. thay đổi áp suất của hệ. 	D. thay đổi nhiệt độ.
(Trích câu 32, đề TS ĐH khối B năm 2008, mã đề 371)
Bài 18: Cho các cân bằng hoá học:
N2 (k) + 3H2 (k) 2NH3 (k) 	(1) 	;	H2 (k) + I2 (k) 2HI (k) 	(2)
2SO2 (k) + O2 (k) 2SO3 (k) 	(3) 	;	2NO2 (k) N2O4 (k) 	(4)
Khi thay đổi áp suất những cân bằng hóa học bị chuyển dịch là:
A. (1), (2), (3). 	B. (2), (3), (4). 	C. (1), (3), (4). 	D. (1), (2), (4).
(Trích câu 21, đề TS CĐ khối A năm 2008, mã đề 216)
Bài 19: Hằng số cân bằng của phản ứng xác định chỉ phụ thuộc vào:
A. nhiệt độ. 	B. áp suất. 	C. chất xúc tác. 	D. nồng độ.
(Trích câu 56, đề TS CĐ khối A năm 2008, mã đề 216)
Bài 20: Cho phương trình hoá học của phản ứng tổng hợp amoniac: N2 (k) + 3H2 (k) 2NH3 (k)
Khi tăng nồng độ của H2 lên 2 lần, tốc độ phản ứng thuận:
A. tăng lên 8 lần. 	B. giảm đi 2 lần. 	C. tăng lên 6 lần. 	D. tăng lên 2 lần.
(Trích câu 35, đề TS CĐ khối A năm 2007, mã đề 231)
Bài 21: Cho cân bằng hóa học: N2 (k) + 3H2(k) 2NH3 (k) ΔH < 0 
Cân bằng trên chuyển dịch theo chiều thuận khi 
A. giảm áp suất của hệ phản ứng. 	B. tăng áp suất của hệ phản ứng. 
C. tăng nhiệt độ của hệ phản ứng. 	D. thêm chất xúc tác vào hệ phản ứng. 
(Trích câu 2, đề TS CĐ khối A năm 2011, mã đề 497)
Bài 22: Cho phản ứng: H2 (k) + I2 (k)⇌ 2HI (k) 
Ở nhiệt độ 430°C, hằng số cân bằng KC của phản ứng trên bằng 53,96. Đun nóng một bình kín dung tích không đổi 10 lít chứa 4,0 gam H2 và 406,4 gam I2. Khi hệ phản ứng đạt trạng thái cân bằng ở 430°C, nồng độ của HI là: 
A. 0,275M. 	B. 0,320M. 	C. 0,151M. 	D. 0,225M. 
(Trích câu 59, đề TS CĐ khối A năm 2011, mã đề 497)
Bài 23: Cho cân bằng: 2SO2 (k) + O2 (k) ⇄ 2SO3 (k). Khi tăng nhiệt độ thì tỉ khối của hỗn hợp khí so với H2 giảm đi. Phát biểu đúng khi nói về cân bằng này là: 
A. Phản ứng thuận toả nhiệt, cân bằng dịch chuyển theo chiều nghịch khi tăng nhiệt độ. 
B. Phản ứng nghịch thu nhiệt, cân bằng dịch chuyển theo chiều thuận khi tăng nhiệt độ. 
C. Phản ứng nghịch toả nhiệt, cân bằng dịch chuyển theo chiều thuận khi tăng nhiệt độ. 
D. Phản ứng thuận thu nhiệt, cân bằng dịch chuyển theo chiều nghịch khi tăng nhiệt độ. 
(Trích câu 18, đề TS ĐH khối A năm 2011, mã đề 815)
Bài 24: Xét cân bằng: N2O4 (k) ⇄ 2NO2 (k) ở 25oC. Khi chuyển dịch sang một trạng thái cân bằng mới nếu nồng độ của N2O4 tăng lên 9 lần thì nồng độ của NO2 
A. tăng 9 lần. 	B. giảm 3 lần. 	C. tăng 4,5 lần. 	D. tăng 3 lần. 
(Trích câu 57, đề TS ĐH khối A năm 2011, mã đề 815)
Bài 25: Cho cân bằng (trong bình kín) sau: 
CO (k) + H2O (k) CO2 (k) + H2 (k) ΔH < 0 
Trong các yếu tố: (1) tăng nhiệt độ; (2) thêm một lượng hơi nước; (3) thêm một lượng H2; (4) tăng áp suất chung của hệ; (5) dùng chất xúc tác. 
Dãy gồm các yếu tố đều làm thay đổi cân bằng của hệ là: 
A. (2), (3), (4). 	B. (1), (2), (3). 	C. (1), (2), (4). 	D. (1), (4), (5). 
(Trích câu 44, đề TS CĐ khối B năm 2009, mã đề 815)
Bài 26: Cho cân bằng hoá học sau: 2SO2 (k) + O2 (k) ⇄ 2SO3 (k); ΔH < 0. 
Cho các biện pháp: (1) tăng nhiệt độ, (2) tăng áp suất chung của hệ phản ứng, (3) hạ nhiệt độ, (4) dùng thêm chất xúc tác V2O5, (5) giảm nồng độ SO3, (6) giảm áp suất chung của hệ phản ứng. Những biện pháp nào làm cân bằng trên chuyển dịch theo chiều thuận? 
A. (1), (2), (4), (5). 	B. (2), (3), (5). 	C. (2), (3), (4), (6). 	D. (1), (2), (4). 
(Trích câu 27, đề TS ĐH khối B năm 2011, mã đề 153)
Bài 27: Trộn 2 mol khí NO và một lượng chưa xác định khí O2 vào trong một bình kín có dung tích 1 lít ở 40oC. Biết: 2 NO(k) + O2 (k) 2 NO2 (k) 
Khi phản ứng đạt đến trạng thái cân bằng, ta được hỗn hợp khí có 0,00156 mol O2 và 0,5 mol NO2. Hằng số cân bằng K lúc này có giá trị là:
A. 4,42 B. 40,1 C. 71,2 D