Lý thuyết cân bằng hóa học>

I. Phản ứng một chiều, phản ứng thuận nghịch và cân bằng hóa học

1. Phản ứng một chiều

– Phản ứng chỉ ra theo một chiều từ trái sang phải được gọi là phản ứng một chiều .- Chất phản ứng biến đổi trọn vẹn thành chất loại sản phẩm và không xảy ra theo chiều ngược lại .

2. Phản ứng thuận nghịch

– Phản ứng hóa học trong đó chất phản ứng biến đổi thành chất loại sản phẩm và đông thời chất loại sản phẩm lại phản ứng với nhau để biến thành chất tham gia phản ứng. Những phản ứng này gọi là phản ứng thuận nghịch .

Ví dụ:

Cl2 + H2O \(\rightleftharpoons\) HCl + HClO

– Chiều mũi tên từ trái sang phải là chiều phản ứng thuận .- Chiều mũi tên từ phải sang trái là chiều phản ứng nghịch .

3. Cân bằng hóa học

– Là trạng thái của phản ứng thuận nghịch, ở đó trong cùng một đơn vị chức năng thời hạn có bao nhiêu phân tử chất mẫu sản phẩm được hình thành từ những chất khởi đầu thì có bấy nhiêu phân tử chất mẫu sản phẩm phản ứng với nhau để tạo thành chất bắt đầu .=> Trạng thái này của phản ứng thuận nghịch được gọi là cân bằng hóa học .- Cân bằng hóa học là trạng thái của phản ứng thuận nghịch khi vận tốc phản ứng thuận bằng vận tốc phản ứng nghịch .

II. HẰNG SỐ CÂN BẰNG HÓA HỌC

1. Cân bằng trong hệ đồng thể

– Hệ đồng thể là hệ mà những đặc thù lí học và hóa học đều như nhau ở mọi vị trí trong hệ .

Thí dụ: hệ gồm các chất khí, hệ gồm các chất tan trong dung dịch.

– Giả sử có một phản ứng thuận nghịch sau :

aA + bB   \(\rightleftharpoons\)   cC + dD

A, B, C, D là những chất khí hoặc những chất tan trong dung dịch phản ứng ở trạng thái cân bằng, ta có :

K = \(\frac{[C]^{c}[D]^{d}}{[A]^{a}[B]^{b}}\)

– Trong đó: [A], [B], [C], [D] là nồng độ mol/l của các chất A, B, C và D; a, b, c, d là hệ số các chất trong phương trình phản ứng.

– Hằng số cân bằng K của phản ứng xác định chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ, không phụ thuộc vào nồng độ chất phản ứng.

– Trường hợp cân bằng được thiết lập giữa các chất khí, người ta có thể thay nồng độ các chất trong biểu thức tính K bằng áp suất riêng phần của hỗn hợp.

2. Cân bằng trong hệ dị thể

– Hệ dị thể là hệ mà những đặc thù lí học hóa học là không giống nhau ở mọi vị trí trong hệ. Thí dụ : hệ gồm chất rắn và chất khí ; hệ gồm chất rắn và chất tan trong nước .- Xét hệ cân bằng sau :

C(r) + CO2 (k)  \(\rightleftharpoons\)   2CO (k)

K = \(\frac{[CO]^{2}}{[CO_{2}]}\)    Nồng độ các chất rắn được coi là hằng số.

III. SỰ CHUYỂN DỊCH CÂN BẰNG HÓA HỌC

1. Định nghĩa

Sự vận động và di chuyển cân bằng hóa học là sự phá vỡ trạng thái cân bằng cũ để chuyển sang một trạng thái cân bằng mới do những yếu tố bên ngoài ảnh hưởng tác động lên cân bằng .

2. Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học

– Các yếu tố nồng độ, áp suất và nhiệt đọ tác động ảnh hưởng đến cân bằng hóa học đã đc nhà hóa học Pháp Le Chatrlier tổng kết thành nguyên kí được gọi là nguyên lí Le Chatrlier như sau :- Một phản ứng thuận nghịch đang ở trạng thái cân bằng khi chịu một tác động ảnh hưởng bên ngoài, như đổi khác nồng độ, áp suất, nhiệt độ, sẽ chuyển dời cân bằng theo chiều làm giảm ảnh hưởng tác động bên ngoài đó .

Lưu ý: khi phản ứng ở trạng thái cân bằng, nếu số mol khí ở 2 vế của phương trình bằng nhau thì khi tăng áp suất cân bằng sẽ không chuyển địch.

3. Vai trò chất xúc tác

– Chất xúc tác không làm đổi khác nồng độ những chất trong cân bằng và không làm biến hóa hằng số cân bằng nên không làm cân bằng vận động và di chuyển .

IV. Ý NGHĨA CỦA TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG VÀ CÂN BẰNG HÓA HỌC TRONG SẢN XUẤT HÓA HỌC

– Dựa vào những yếu tố ảnh hưởng tác động đến vận tốc phản ứng hóa học và cân bằng hóa học để tinh lọc nâng cao hiệu suất trong sản xuất hóa học .

Thí dụ: trong sản xuất H2SO4 phải dùng trục tiếp phản ứng:

2SO2 (k) + O2 (k)  \(\rightleftharpoons\)   2SO3      ∆H = -198kJ < 0.

– Phản ứng tỏa nhiệt, nên khi tăng nhiệt độ cân bằng chuyển theo chiều nghịch giảm hiệu suất phản ứng. Để cân bằng chuyển dịch theo chiều thuân người ta tăng nồng độ oxi (dùng lượng dư không khí).

Sơ đồ tư duy: Cân bằng hóa học

Loigiaihay.com

Source: http://wp.ftn61.com
Category: Thủ Thuật