Bài giảng Cân bằng hóa học

Cân bằng hóa họcHUI© 2006ThS Ngô Gia LươngCân bằng hoá học8.1. Phản ứng thuận nghịch & Trạng thái cân bằng hoá học8.2.Hằng số cân bằng & Mức độ diễn ra của qúa trình hoá học8.3.Yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hoá học. Nguyên lý Le Chatelier8.1.P/u thuận nghịch & Trạng thái cân bằng8.1.1. Phản ứng thuận nghịch  Phản ứng một chiều Ví dụ : Chiều p/u : một chiều TP p/u bất thuận nghịch (p/u hoàn toàn) Dùng dấu “  ” : chỉ chiều p/u.8.1.P/u thuận nghịch & Trạng thái cân bằng8.1.1. Phản ứng thuận nghịch  Phản ứng thuận nghịch Ví dụ : P/u thuận : chiều TP P/u nghịch : chiều PT Dùng dấu “ ” : chỉ chiều p/u.Phản ứng thuận nghịch8.1.P/u thuận nghịch & Trạng thái cân bằng8.1.2.Trạng thái cân bằng Ví dụ Tốc độ p/u Lúc đầu ( ) Tiếp tục p/u ( ) Thời gian ( ) Số ptử H2 & I2  HI = Số ptử HI  H2 & I2 Nồng độ các chất = const  Trạng thái cân bằng+8.2.1.Hằng số cân bằng của phản ứngHệ đồng thể aA + bB  cC + dDKhi cân bằngHằng số cân bằng8.2.Hằng số cân bằng & Diễn biến QT hoá học8.2.1.Hằng số cân bằng của phản ứng P/u khí lý tưởng Biến thiên số mol khí8.2.Hằng số cân bằng & Diễn biến QT hoá học8.2.1.Hằng số cân bằng của phản ứngHệ di thể :  R – K CaCO3(R)  CaO(R) + CO2(k)  R – L NaCl(R) + H2O(l)  NaCl(dd) + H2O(l) NaCl(R)  Na+ + Cl- 8.2.Hằng số cân bằng & Diễn biến QT hoá học8.2.Hằng số cân bằng & Diễn biến QT hoá học8.2.2.Phương trình đẳng nhiệt Van’t HoffNg.lý 1 : Ng.lý 2 : Năng lượng Gibbs Ở T = const  dT = 0 8.2.Hằng số cân bằng & Diễn biến QT hoá học8.2.3.Quan hệ hằng số cân bằng Kcb & Biến thiên thế đẳng ápPhản ứng đồng thể aA + bB  cC + dD - Biến đổi thế đẳng áp ở nhiệt độ T - Biến đổi thế đẳng áp tiêu chuẩn ở nhiệt độ T R = 8.314J/moloK - Hằng số khí CA , CB , CC , CD - Nồng độ chất A, B, D, C a, b, c, d- Hệ số trong phương trình p/u Tỷ số nồng độ các chất phản ứng 8.2.Hằng số cân bằng & Diễn biến QT hoá học8.2.3.Hằng số cân bằng Kcb & Biến thiên thế đẳng áp Khi cân bằngP/u của chất khí Khi cân bằng8.2.Hằng số cân bằng & Diễn biến QT hoá học8.2.3.Hằng số cân bằng Kcb & Biến thiên thế đẳng ápMối quan hệ : Biết  Tính được Biết chiều diễn biến  Mức độ & Hiệu suất p/u P/u tự xảy raP/u tự xảy ra  Hiệu suất 8.2.Hằng số cân bằng & Diễn biến QT hoá họcHUI© 2006General Chemistry:8.2.3.Hằng số cân bằng Kcb & Hiệu ứng nhiệt phản ứng Trong khoảng nhiệt độ hẹp : H = const & S = const Tại T1  K1 Tại T2  K2 Biết K1 ở T1  Tính được K ở T &Hằng số cân bằng cho phản ứng đồng thể (Dung dịch lỏng , loãng) aA(dd) + bB(dd) ⇌ cC(dd) + dD(dd) CaCO3(r) ⇌ CaO(r) + CO2(k) Trong biểu thức của hằng số cân bằng K không xuất hiện các thành phần sau: chất rắn nguyên chất, chất lỏng nguyên chất, dung môi.Phản ứng dị pha   C2H4 (k) + H2 (k) ⇌ C2H6 (k) pC2H6 Kp =  pC2H4 x pH2   2SO2 (k) + O2(k) ⇌ 2SO3(k) p2SO3 Kp =  p2SO2 x pO2   NO2 (k) + SO2(k) ⇌ NO(k) + SO3(k) pNO x pSO3 Kp =  pNO2 x pSO2   Fe3O4 (r) + 4 H2 (k) ⇌ 3 Fe (r) + 4 H2O(k) p4 H2O Kp =  p4H2  Ca(HCO3)2(r) ⇌ CaO(r) + 2CO2(k) + H2O(k) Kp = p2CO2 x p H2OMg(OH)2(r) ⇌ Mg2+(dd) + 2OH-(dd)K = [Mg2+]cb .[OH-]2cb = T Mg(OH)2 - Tích số tanCH3COOH(dd) + H2O ⇌ CH3COO- (dd) + H3O+ Hằng số điện ly của axitNH4OH (dd) ⇌ NH4+ (dd) + OH-(dd)Hằng số điện ly của bazeCH3COONa (dd) + 2H2O ⇌ CH3COOH(dd)+NaOH(dd) CH3COO- (dd) + 2H2O ⇌ CH3COOH (dd) + OH- (dd)Hằng số thuỷ phân 8.3.1.Nguyên lý Le Châtelier8.3.2,Ảnh hưởng của nhiệt độ 8.3.3.Ảnh hưởng của nồng độ8.3.4.Ảnh hưởng của áp suất8.3.Yếu tố ảnh hưởng cân bằng.  Nguyên lý Le Châtelier Nguyên lý chuyển dịch cân bằng Le Chatelier Phát biểu: Một hệ đang ở trạng thái cân bằng mà ta thay đổi một trong các thông số trạng thái của hệ (nồng độ, nhiệt độ, áp suất) thì cân bằng sẽ dịch chuyển theo chiều có tác dụng chống lại sự thay đổi đó.HUI© 2006General Chemistry:8.3.2.Ảnh hưởng của nồng độ aA + bB  cC + dD Trạng thái cân bằng  Tăng nồng độ chất đầu  Tăng nồng độ sản phẩm8.3.Yếu tố ảnh hưởng cân bằng. Ng.lý Le Chatelier  nồng độ một chất  Cân bằng dịch chuyển về phía  nộng độ chất đó & ngược lạiVì Kc = const [C] ; [D] P/u : T  P : [A] ; [B] Vì Kc = const [A] ; [B] P/u : P  T : [C] ; [D] Ảnh hưởng của nồng độ tới chuyển dịch cân bằngẢnh hưởng của nồng độ tới chuyển dịch cân bằngHUI© 2006General Chemistry:8.3.3.Ảnh hưởng của nhiệt độ S = const H > O (p/u thu nhiệt) H < O (p/u tỏa nhiệt)&8.3.Yếu tố ảnh hưởng cân bằng. Ng.lý Le Chatelier P/u: T P ( chiều thu nhiệt)P/u: P T ( chiều tỏa nhiệt)T  Cân bằng dịch chuyển theo chiều thu nhiệt T  Cân bằng dịch chuyển theo chiều tỏa nhiệtHUI© 2006General Chemistry:8.3.2.Ảnh hưởng của áp suất  Tăng áp suất  Giảm áp suất 8.3.Yếu tố ảnh hưởng cân bằng. Ng.lý Le Chatelier áp suất  Cân bằng dịch chuyển về phía số mol khí & ngược lạiP/u: P T ( chiều n)P/u: T P ( chiều n)Ảnh hưởng của áp suất