Ch¬ng II
HÖ thèng c¸c c©u hái vµ bµi tËp phÇn “c¬ së lý thuyÕt
c¸c ph¶n øng hãa häc” ë bËc trung häc phæ th«ng
II.1. HÖ thèng c¸c c©u hái vµ bµi tËp phÇn “c¬ së lý thuyÕt c¸c ph¶n øng
hãa häc” trong tµi liÖu gi¸o khoa chuyªn Ho¸ häc
II.1.1. Ch¬ng IV: Lý thuyÕt vÒ ph¶n øng hãa häc
a. Néi dung c¬ b¶n
* VÒ mÆt kiÕn thøc: Gióp häc sinh n¾m ®îc c¸c kiÕn thøc:
- §Þnh nghÜa hiÖu øng nhiÖt cña mét ph¶n øng.
- §Þnh nghÜa: N¨ng lîng liªn kÕt E, nhiÖt t¹o thµnh H cña hîp chÊt, nhiÖt
ph©n huû (H’ = - H), nhiÖt hoµ tan chÊt …
- Néi dung vµ hÖ qu¶ cña ®Þnh luËt Hes (Hess).
- Nguyªn lý I, II cña nhiÖt ®éng häc; n¨ng lîng tù do Gip.
- Tèc ®é ph¶n øng hãa häc (®Þnh nghÜa, c¸c yÕu tè ¶nh hëng tíi tèc ®é
ph¶n øng). §Þnh luËt Gunbe – vag¬ (®Þnh luËt t¸c dông khèi lîng trong ®éng
hãa häc).
- Kh¸i niÖm vÒ n¨ng lîng ho¹t ho¸, quy t¾c Van h«p.
- Kh¸i niÖm ph¶n øng thuËn nghÞch – bÊt thuËn nghÞch, tr¹ng th¸i c©n b»ng,
h»ng sè c©n b»ng. §Þnh luËt t¸c dông khèi lîng (®èi víi ph¶n øng thuËn nghÞch).
- C¸c yÕu tè ¶nh hëng ®Õn c©n b»ng hãa häc, nguyªn lý L¬ Sat¬liª vÒ
chuyÓn dÞch c©n b»ng.
* VÒ mÆt kü n¨ng: Gióp häc sinh cã ®îc c¸c kü n¨ng sau:
- C¸ch x¸c ®Þnh nhiÖt ph¶n øng hãa häc.
+ Dùa vµo n¨ng lîng liªn kÕt.
+ Dùa vµo nhiÖt h×nh thµnh (nhiÖt sinh, sinh nhiÖt) cña hîp chÊt.
+ Dùa vµo ®Þnh luËt Hes (cã 2 ph¬ng ph¸p lµ chu tr×nh vµ tæ hîp c¸c ph¬ng
tr×nh nhiÖt hãa häc).
- VËn dông 2 nguyªn lý cña nhiÖt ®éng häc.
+ TÝnh biÕn thiªn entanpi H, biÕn thiªn entropi S, biÕn thiªn n¨ng lîng
tù do Gip G víi ph¶n øng hãa häc.
Chó ý: Trong thùc tÕ dïng H0, S0, G0: Ph¶n øng x¶y ra ë ®iÒu kiÖn tiªu
chuÈn: øng víi t0 = 250C hay 298K, p = 1atm. (Cßn tr¹ng th¸i chuÈn cña chÊt hay
®iÒu kiÖn chuÈn: khi p = 1atm, tr¹ng th¸i bÒn nhÊt cña chÊt ë ®iÒu kiÖn ®ã).
+ Tõ G0 kÕt luËn vÒ kh¶ n¨ng tù diÔn biÕn cña ph¶n øng.
+ Tõ n¨ng lîng tù do tÝnh h»ng sè c©n b»ng vµ ngîc l¹i, cña ph¶n øng xÐt ë
®iÒu kiÖn chuÈn.
G0 = - RTlnK
(1)
hoÆc
G0 = - 2,303.RTlgK
- ViÕt ®îc ph¬ng tr×nh ®éng häc cña ph¶n øng hãa häc (néi dung cña ®Þnh
luËt Gunbe – Vag¬) chó ý ®Õn ®¬n vÞ tèc ®é ph¶n øng.
- VËn dông quy t¾c Van H«p xÐt xem tèc ®é ph¶n øng t¨ng hay gi¶m ë 2
nhiÖt ®é T1, T2.
T T / 10
(2)
vT vT .kT
2
2
1
1
kT (: gama): hÖ sè nhiÖt ®é cña tèc ®é ph¶n øng.
vT , vT : Tèc ®é ph¶n øng ë nhiÖt ®é T1, T2.
1
2
1
- TÝnh HSCB víi ph¶n øng hãa häc x¶y ra ë ®iÒu kiÖn cô thÓ:
* Kc, Kp, Kx
aA + bB + … cC + dung dÞch + …
+ Trong pha láng: Kc (HSCB theo nång ®é).
+ Trong pha khÝ: Kp (gÇn ®óng ta dïng ¸p suÊt riªng phÇn pi).
+ Trong pha khÝ: Kx (HSCB theo ph©n sè mol).
* BiÓu thøc tæng qu¸t vµ liªn hÖ gi÷a c¸c HSCB.
Kc
C c . D d
A a . B b
Kx
[ ]: Nång ®é c©n b»ng cña chÊt ®ang xÐt.
PCc .PDd
PAa .PBb
Pi: ¸p suÊt riªng phÇn.
xCc .xDd
x Aa .xBb
xi
Kp
(5)
ni
=
n
Kp = Kc .(RT)n
Kp = Kx .Pn
Sè mol chÊt i
Tæng sè mol cña hÖ
P: ¸p suÊt chung cña ph¶n øng ®ang xÐt ë thêi
®iÓm c©n b»ng hãa häc thiÕt lËp.
n = (c + d) – (a + b)
+ C©n b»ng hãa häc bao gåm c¶ chÊt r¾n: dïng Kp, Kc.
b. C©u hái vµ bµi tËp
Trong khu«n khæ cho phÐp cña ®Ò tµi, díi ®©y chóng t«i chØ ph©n tÝch c¸c
vÝ dô ®iÓn h×nh.
VÝ dô 1:
*§Ò bµi :TÝnh H cña ph¶n øng sau:
CH4(k) + 4Cl2(k) CCl4(k) + 4HCl(k)
BiÕt c¸c gi¸ trÞ n¨ng lîng liªn kÕt:
C – Cl
H – Cl
C–H
Cl – Cl
326,30
430,9
414,2
242,6
kJ
* Môc ®Ých cña ®Ò:Yªu cÇu häc sinh dùa vµo n¨ng lîng liªn kÕt ®Ó x¸c
®Þnh H ph¶n øng.
* Híng dÉn gi¶i:
Ta cã:
H = 4EC – H + 4ECl – Cl – (4EC – Cl + 4EH – Cl) = - 401,6 kJ
VÝ dô 2:
* Häc sinh cÇn dùa vµo ®Þnh luËt Hes víi ph¬ng ph¸p tæ hîp c¸c ph¬ng
tr×nh nhiÖt hãa häc ®Ó x¸c ®Þnh nhiÖt ph¶n øng.
VÝ dô 3: [40, tr 198, 200, 202]
* §Ò bµi yªu cÇu vËn dông kiÕn thøc, kü n¨ng tÝnh H0, S0, G0 cña ph¶n
øng, kÕt luËn vÒ kh¶ n¨ng tù diÔn biÕn cña ph¶n øng.
VÝ dô 4:
* §Ò bµi: Tèc ®é cña ph¶n øng t¹o thµnh SO 3 tõ SO2 vµ O2 thay ®æi nh thÕ
nµo (t¨ng hay gi¶m bao nhiªu lÇn) khi gi¶m thÓ tÝch hçn hîp xuèng 3 lÇn?
*Môc ®Ých cña ®Ò:Yªu cÇu häc sinh vËn dông kiÕn thøc vÒ tèc ®é ph¶n
øng; kü n¨ng viÕt ph¬ng tr×nh ®éng häc cña ph¶n øng; thÓ tÝch hay nång ®é ¶nh
hëng ®Õn tèc ®é ph¶n øng.
* Híng dÉn gi¶i:
0
t , p, xt
2
Ta cã:
2SO2+ O2
2SO3
2
+ Tr¹ng th¸i 1: v1= k. C SO .CO k SO2 12 . O2 1
(a)
+ Tr¹ng th¸i 2: Khi gi¶m thÓ tÝch hçn hîp xuèng 3 lÇn nghÜa lµ nång ®é
chÊt t¨ng 3 lÇn
2
2
(b)
v2 k SO2 .3 2 . O2 .3 2 k SO2 1 . O2 1 .27
2
+ Tõ (a) vµ (b)
2
v2
27 lÇn
v1
+ KÕt luËn: Tèc ®é cña ph¶n øng t¹o SO3 t¨ng 27 lÇn.
VÝ dô 5:
* §Ò bµi: NÕu ë 1500C, mét ph¶n øng nµo ®ã kÕt thóc sau 16 phót, th× ë
1200C vµ 2000C ph¶n øng ®ã kÕt thóc sau bao nhiªu phót? Gi¶ sö hÖ sè nhiÖt ®é
cña ph¶n øng trong kho¶ng nhiÖt ®é ®ã lµ 2,0.
* Môc ®Ých cña bµi: Yªu cÇu häc sinh vËn dông quy t¾c Van H«p, tÝnh thêi
gian sau tõng nhiÖt ®é cho tríc.
* Híng dÉn gi¶i:
+ ë 1200C: Ta cã: v150 = 120.2(150 – 120)/10 = v120.23
Ph¶n øng kÕt thóc sau thêi gian t1 = 16.23 = 128 phót
+ ë 2000C: Ta cã: v200 = v150.25
Ph¶n øng kÕt thóc sau thêi gian t2 = 165 0,5 phót
2
*VËy nhiÖt ®é t¨ng th× tèc ®é ph¶n øng t¨ng nhanh cßn thêi gian kÕt thóc cµng
gi¶m.
VÝ dô 6:
VÝ dô 7:
*§Ò bµi: Cho ph¶n øng thuËn nghÞch
A+B C+D
(*)
Khi cho 1 mol A t¸c dông víi 1 mol B th× hiÖu suÊt cùc ®¹i cña ph¶n øng lµ
66,67%.
a) TÝnh HSCB cña ph¶n øng (*).
b) NÕu lîng A gÊp 3 lÇn lîng B th× hiÖu suÊt cùc ®¹i ph¶n øng b»ng bao nhiªu?
c) C©n b»ng bÞ dÞch chuyÓn nh thÕ nµo khi t¨ng nhiÖt ®é, biÕt nhiÖt ph¶n
øng H = 0?
* Môc ®Ých cña ®Ò: Yªu cÇu häc sinh tÝnh lîng chÊt sau ph¶n øng, tÝnh
h»ng sè c©n b»ng, vËn dông nguyªn lý L¬ Sat¬liª.
* Híng dÉn gi¶i:
a) Lóc c©n b»ng: sè mol cña
A, B lµ: 0,3333 mol
C, D lµ: 0,6667 mol
Tæng sè mol chÊt: 2 mol
+ ë ®©y n = 0 Kc = Kp = Kx = 4
b) Gäi x: lîng chÊt cùc ®¹i ph¶n øng (A)
+ Lóc c©n b»ng: sè mol cña
A lµ (3 – x)
B lµ (1 – x)
C, D lµ x
+ T×m ra x dùa vµo Kc = 4
x = 0,90 hay 90%.
3
c) Do H = 0. VËy khi t¨ng nhiÖt ®é c©n b»ng thùc tÕ kh«ng bÞ dÞch
chuyÓn, nhng tèc ®é ph¶n øng nhanh h¬n, nghÜa lµ ph¶n øng ®¹t tíi tr¹ng th¸i
c©n b»ng nhanh h¬n.
VÝ dô 26:
* §Ò bµi: Trong c«ng nghÖ ho¸ dÇu, c¸c ankan ®îc lo¹i hi®ro ®Ó chuyÓn
thµnh hi®rocacbon kh«ng no cã nhiÒu øng dông h¬n. H·y tÝnh nhiÖt cña mçi
ph¶n øng sau ®©y:
C4H10 C4H6 + H2
H10 (1)
CH4 C6H6 + H2
H20 (2)
BiÕt n¨ng lîng liªn kÕt E theo kJ. mol-1 cña c¸c liªn kÕt nh sau:
E
435,9
416,3
409,1
587,3
Liªn kÕt
H–H
C–H
C–C
C =
C
(víi c¸c liªn kÕt C – H, C – C, c¸c trÞ sè ë trªn lµ trung b×nh trong c¸c
hîp chÊt h÷u c¬ kh¸c nhau).
* Môc ®Ých cña ®Ò: Gióp häc sinh vËn dông kü n¨ng tÝnh nhiÖt ph¶n øng
dùa theo n¨ng lîng liªn kÕt, chó ý c©n b»ng ph¬ng tr×nh ph¶n øng.
* Híng dÉn gi¶i:
víi C4H10 C4H6 + 2H2 (1)
tÝnh ®îc H10 = 437,6 kJ
6CH4 C6H6 + 9H2 (2)
tÝnh ®îc H20 = 581,1 kJ
VÝ dô 27:
* D¹ng ®Ò gióp häc sinh n¾m v÷ng lý thuyÕt vÒ nguyªn lý chuyÓn dÞch c©n
b»ng - c¸c yÕu tè ¶nh hëng, kü n¨ng tÝnh HSCB vµ lîng chÊt trong hÖ (c©n b»ng).
* Híng dÉn gi¶i:
1. VÝ dô ph¶n øng este ho¸:
CH3COOH + C2H5OH
CH3COOC2H5 + H2O
+ §Ó ph¶n øng nhanh ®¹t tíi tr¹ng th¸i c©n b»ng cÇn:
Dïng xóc t¸c lµ axit (HCl, H2SO4)
T¨ng nhiÖt ®é võa ph¶i
+ BiÖn ph¸p chuyÓn dÞch c©n b»ng vÒ phÝa t¹o thµnh este:
T¨ng nång ®é cña axit hoÆc rîu
Gi¶m lîng chÊt sau ph¶n øng (lÊy bít s¶n phÈm ra)
2.TÝnh HSCB:
+
K
C2
3,6
a c . b c
+ Lîng este t¨ng lªn lµ 1,44 lÇn.
* D¹ng ®Ò thi víi môc ®Ých lµ : gióp häc sinh n¾m v÷ng lý thuyÕt vÒ h»ng
sè c©n b»ng, sù chuyÓn dÞch c©n b»ng khi c¸c yÕu tè thay ®æi. MÆt kh¸c, tæng
hîp c¸c kü n¨ng: tÝnh h»ng sè c©n b»ng theo ®é ®iÖn li , ¸p suÊt P vµ ngîc l¹i ;
tÝnh n¨ng lîng tù do G0 theo H0, S0 ; ¸p dông quan hÖ Kp vµ Kc ®Ó tÝnh lîng
chÊt…
VÝ dô 28 :
* §Ò bµi : Sunfuryl®iclorua SO2Cl2 lµ ho¸ chÊt phæ biÕn trong ph¶n øng clo
ho¸. T¹i 3500C, 2 atm ph¶n øng:
SO2Cl2(k)
SO2(k) + Cl2(k)
(1) cã Kp = 50
4
1. H·y cho biÕt ®¬n vÞ cña trÞ sè ®ã vµ gi¶i thÝch HSCB K p nµy ph¶i cã ®¬n
vÞ nh vËy.
2. TÝnh % theo thÓ tÝch SO2Cl2(k) cßn l¹i khi (1) ®¹t tíi tr¹ng th¸i c©n b»ng
ë ®iÒu kiÖn ®· cho.
3. Ban ®Çu dïng 150 mol SO2Cl2(k), tÝnh sè mol Cl2(k) thu ®îc khi (1) ®¹t tíi
c©n b»ng. C¸c khÝ ®îc coi lµ khÝ lÝ tëng (k: khÝ)
*Môc ®Ých cña ®Ò:Yªu cÇu häc sinh vËn dông kü n¨ng tÝnh HSCB cña
ph¶n øng tõ ®ã tÝnh sè mol,% theo thÓ tÝch cña chÊt.
* Híng dÉn gi¶i:
1.
KP
PSO2 .PCl2
PSO2Cl2
50 atm
2. C¸ch 1:+ Gäi sè mol SO2Cl2(k) ban ®Çu lµ 1 mol
cã ®é ph©n li lµ
2
+ Dùa vµo biÓu thøc K P P. 2 50 tÝnh ®îc = 0,9806
1
+ Sè mol SO2Cl2(k) cßn l¹i lµ 1 - = 0,0194 mol. Do vËy % theo thÓ
tÝch SO2Cl2(k) cßn l¹i lµ 0,98%.
C¸ch 2: SO2Cl2(k)
SO2(k) + Cl2(k)
(1) Kp = 50 atm
+ Dùa vµo biÓu thøc tÝnh
P2
50
2 2P
PSO2Cl2 ( k ) 0,0196
KP
tÝnh ®îc P = 0,9902 atm
+ ¸p suÊt lóc c©n b»ng:
atm
Do vËy, sè mol SO2Cl2(k) = 0,0098 hay 0,98%. (trong cïng nhiÖt ®é, ¸p
suÊt: % theo sè mol còng nh % theo thÓ tÝch)
3. Ban ®Çu dïng 150 mol SO2Cl2(k), sè mol Cl2(k) lóc c©n b»ng
nCl nSO nSO Cl 150 0,9806 147,09 mol.
VÝ dô 29: [12, ®Ò 2002 – 2003]
* §Ò bµi:
Khi nung nãng ®Õn nhiÖt ®é cao PCl5 bÞ ph©n li theo ph¬ng tr×nh:
PCl5(k)
PCl3(k) + Cl2(k)
1. Cho m gam PCl5 vµo mét b×nh dung tÝch V, ®un nãng b×nh ®Õn nhiÖt ®é
T (K) ®Ó x¶y ra ph¶n øng ph©n li PCl 5. Sau khi ®¹t tíi c©n b»ng ¸p suÊt khÝ trong
b×nh b»ng P.
a) H·y thiÕt lËp biÓu thøc cña KP theo ®é ph©n li vµ ¸p suÊt P.
b) ThiÕt lËp biÓu thøc cña KC theo , m, V.
2. Trong thÝ nghiÖm 1 thùc hiÖn ë nhiÖt ®é T1 ngêi ta cho 83,300 gam PCl5
vµo b×nh dung tÝch V1. Sau khi ®¹t tíi c©n b»ng ®o ®îc P1 = 2,700 atm. Hçn hîp
khÝ trong b×nh cã tØ khèi so víi H2 b»ng 68,862. TÝnh vµ Kp.
3. Trong thÝ nghiÖm 2 gi÷ nguyªn lîng PCl5 vµ nhiÖt ®é nh ë thÝ nghiÖm 1 nh2
2
2
2
ng thay dung tÝch lµ V2 th× ®o ®îc ¸p suÊt c©n b»ng lµ 0,500 atm. TÝnh tØ sè
V2
.
V1
4. Trong thÝ nghiÖm 3 gi÷ nguyªn lîng PCl5 vµ dung tÝch b×nh V1 nh thÝ
nghiÖm 1 nhng h¹ nhiÖt ®é cña b×nh ®Õn T3 = 0,9T1 th× ®o ®îc ¸p suÊt c©n b»ng lµ
1,944 atm. TÝnh Kp vµ . Tõ ®ã cho biÕt ph¶n øng ph©n li PCl 5 thu nhiÖt hay ph¸t
nhiÖt.
5
Cho: Cl = 35,453; P = 30,974; H = 1,008. c¸c khÝ ®Òu lµ khÝ lý tëng.
*Môc ®Ých cña ®Ò:Yªu cÇu häc sinh thiÕt lËp biÓu thøc liªn hÖ h»ng sè c©n
b»ng theo ®é ph©n li, ¸p suÊt, thÓ tÝch, khèi lîng.Tõ ®ã tÝnh c¸c ®¹i lîng liªn
quan.
* Híng dÉn gi¶i:
1. ThiÕt lËp biÓu thøc cña KP, KC:
Ph¬ng tr×nh: PCl5(k)
PCl3(k) + Cl2(k)
Ban ®Çu:
a
C©n b»ng:
a–x
x
x
mol
+ Tæng sè mol khÝ lóc c©n b»ng: n = a + x
m
x
Trong ®ã: a 208,239 ;
a
* TÝnh KP
+ ¸p suÊt riªng phÇn lóc c©n b»ng cña mçi khÝ
PPCl5
+ HSCB
a x
.P;
ax
KP =
PPCl3 PCl2
PPCl3 .PCl2
PPCl5
x
.P
ax
2
.P
1 2
* TÝnh KC (cã 2 c¸ch)
C¸ch 1: + TÝnh nång ®é c©n b»ng cña mçi khÝ
PCl5 a1 ;
V
+ HSCB
V
PCl3 Cl2 a
m 2
PCl5
V 1 208,239V 1
2
KC
KP = KC .(RT)
C¸ch 2: + Ta biÕt:
+
PCl3 Cl2 a.
2
KC
khÝ = 1
2
KP
a
m
RT V 1 208,239V 1
ë ®ã PV = nRT = (a + x)RT = a (1+ )RT
hay RT =
2. ThÝ nghiÖm 1:
* TÝnh 1
PV
a 1
83,30
+ Sè mol PCl5 ban ®Çu: a = 208,239 0,400 mol
+ Khèi lîng trung b×nh M cña hçn hîp lóc c©n b»ng
62,826 x 2,016 = 138,753 g/mol
+ Tæng sè mol khÝ lóc c©n b»ng
83,30
tÝnh ®îc 1= 0,500.
n1 a1 1 0,600mol
M
* T×m KP t¹i nhiÖt ®é T1
2
0,5 .2,70 0,900
K PT1 1 2 .P1
2
1 1
1 0,5
2
3. ThÝ nghiÖm 2 :
- gi÷ nguyªn nhiÖt ®é : KP kh«ng ®æi
6
- Gi÷ nguyªn sè mol PCl5
a = 0,400 mol
- ¸p suÊt c©n b»ng P2 = 0,500 atm
2
2
K PT2 2 2 .P2 2 2 0,50 0,900
1 2
1 2
* Ta cã:
tÝnh ®îc 2 = 0,802
+ Tæng sè mol lóc c©n b»ng
n2 = a (1 + 2) = 0,4 (1 + 0,802) = 0,721 mol
* T×m quan hÖ gi÷a V1, V2, P1, P2, n1, n2
+ ThÓ tÝch b×nh trong thÝ nghiÖm 2
n RT
n2 RT2
so víi V1 1
P2
P1
V
n
P
2 2 1 6,489 lÇn
V1 n1 P2
V2
4. ThÝ nghiÖm 3:
- Thay ®æi nhiÖt ®é: KP thay ®æi (T3 = 0,9T1)
- Gi÷ nguyªn sè mol PCl5 a = 0,400 vµ V1
- ¸p suÊt c©n b»ng P3 = 1,944 atm (do nhiÖt ®é gi¶m, tæng sè mol khÝ n 3
thay ®æi, n3 n1)
* T×m 3
+ n3 = a (1 + 3) = 0,4 (1 + 3)
+ Ta cã:
P1V1 = nRT1
P3.V1 = n3.RT3 = n3.R.0,9T1
P3 n3
1,944 0,41 3 .0,9
.0,9
P1 n1
2,7
0,6
TÝnh ®îc
* TÝnh
3 0,2
n3 0,48mol
K PT3
3
K PT 3 2 .P3 0,081
3
1 3
* NhËn xÐt: Khi h¹ nhiÖt ®é, KP gi¶m lµm c©n b»ng chuyÓn dÞch theo chiÒu
nghÞch – lµ chiÒu ph¸t nhiÖt. ChiÒu thuËn lµ chiÒu thu nhiÖt.
VÝ dô 30: [12, ®Ò 2001 – 2002]
* §Ò bµi: T¹i 250C ph¶n øng: 2N2O5(k) 4NO2(k) + O2(k) cã h»ng sè tèc ®é
k = 1,8.10-5.s-1; biÓu thøc tÝnh tèc ®é ph¶n øng v = k. C N O . Ph¶n øng trªn x¶y ra
trong b×nh kÝn thÓ tÝch 20,0 lÝt kh«ng ®æi. Ban ®Çu lîng N2O5 cho võa ®Çy b×nh. ë
thêi ®iÓm kh¶o s¸t, ¸p suÊt riªng phÇn N2O5 lµ 0,070 atm. C¸c khÝ ®Òu lµ lÝ tëng.
1. TÝnh tèc ®é:
a) Tiªu thô N2O5.
b) H×nh thµnh NO2, O2.
2. TÝnh sè ph©n tö N2O5 ®· bÞ ph©n tÝch sau 30 s.
2
7
5
3. NÕu ph¶n øng trªn cã ph¬ng tr×nh 2N2O5(k) 2NO2(k) + 1/2 O2(k) th× trÞ
sè tèc ®é ph¶n øng, h»ng sè tèc ®é ph¶n øng cã thay ®æi kh«ng? Gi¶i thÝch?
* Môc ®Ých cña ®Ò: Gióp häc sinh cñng cè kiÕn thøc vÒ tèc ®é ph¶n øng;
kü n¨ng: viÕt ph¬ng tr×nh ®éng häc cña ph¶n øng, biÓu thÞ vµ tÝnh tèc ®é h×nh
thµnh, tèc ®é tiªu thô, tÝnh sè ph©n tö bÞ ph©n tÝch, mÆt kh¸c t¹i nhiÖt ®é T x¸c
®Þnh: tèc ®é ph¶n øng vp vµ h»ng sè tèc ®é ph¶n øng k ®Òu kh«ng ®æi.
* Híng dÉn gi¶i:
1.a) - TÝnh tèc ®é cña ph¶n øng theo biÓu thøc
+
vp = k. C N O
(1)
2
trong ®ã: C N O
2
nN 2 O5
V
5
PN 2 O5
RT
5
0,070
2,8646.10 3 mol.l-1
0,082.298
(2)
+ vp = 2,8646.10-3 x 1,8.10-5 = 5,16.10-8 mol.l-1.s-1
- TÝnh tèc ®é tiªu thô N2O5: vttN O
+
2N2O5(k) 4NO2(k) + O2(k)
2
+ vttN O
2
dC N 2O5
dt
5
5
2. vp = - 2.5,16.10-8 = -1,032.10-7 mol.l-1.s-1 (3)
- TÝnh tèc ®é h×nh thµnh NO2, O2: vhtNO , vhtO
2
+
vhtNO2
+
vhtO2
dC NO2
dt
dCO2
dt
2
4 .vp = 2,046.10-7 mol.l-1.s-1
vp = 5,16.10-8 mol.l-1.s-1
2. TÝnh sè ph©n tö N2O5 bÞ ph©n tÝch sau thêi gian t: N N O
N N O N vttN O Vb×nh x t x N0
= 1,032.10-7 x 20 x 30 x 6,023.1023 = 3,729.1019 ph©n tö
3. Ph¬ng tr×nh N2O5(k) 2NO2(k) + 1/2O2(k)
T¹i nhiÖt ®é T x¸c ®Þnh, tèc ®é ph¶n øng vp vµ k ®Òu kh«ng ®æi v× :
+ k chØ phô thuéc vµo nhiÖt ®é
+ Theo (1), khi k = const, C N O = const th× v = const
PC – P0 (Torr)
0
13,5
47,8
85,2
122,7
2PC – P0 (Torr)
632
605
536,4
461,6
386,6
-1
-1
k (mol .l.phót )
0,811
0,864
0,888
0,882
2
2
5
2
5
5
2
5
157,4
317,2
0,861
* NhËn xÐt: C¸c gi¸ trÞ k xÊp xØ nhau nªn ph¶n øng (1) thuéc bËc 2.
b) H»ng sè tèc ®é ph¶n øng k .
5
ki
k i 1
n
0,8612
mol-1.l.phót-1
Bµi 8:
1. Ph¶n øng tù oxi ho¸ - khö trong m«i trêng kiÒm:
3BrO- BrO3- + 2Br(1)
x¶y ra theo quy luËt ®éng häc bËc 2. Nång ®é ban ®Çu cña BrO - lµ 0,1
kmol.m-3; h»ng sè tèc ®é k = 9,3.10-4 m3 (kmol.s)-1
a) Sau bao l©u th× 30%, 99% BrO- bÞ chuyÓn ho¸?
8
b) TÝnh chu kú b¸n huû t1/2 cña ph¶n øng (1).
2. Chøng minh r»ng ®èi víi ph¶n øng mét chiÒu bËc 2
1
2A s¶n phÈm cã t1/2 = k.a
Trong ®ã: a lµ nång ®é ban ®Çu cña A (ë t = 0).
Môc ®Ých cña bµi: Yªu cÇu häc sinh viÕt ®îc ph¬ng tr×nh ®éng häc cña
ph¶n øng, tÝnh nång ®é vµ thêi gian cña chÊt bÞ chuyÓn ho¸, tÝnh thêi gian nöa
ph¶n øng; chøng minh biÓu thøc tÝnh t1/2 cña ph¶n øng.
Híng dÉn gi¶i:
1. a) Gäi thêi gian ®Ó 30% BrO- bÞ chuyÓn ho¸ lµ t1.
99% BrO- bÞ chuyÓn ho¸ lµ t2.
1 d BrO
k BrO
3
dt
+ BiÓu thøc tèc ®é ph¶n øng : v .
2
.
Nång ®é ban ®Çu a = 0,1 ; lîng chuyÓn ho¸ x1 = 0,03
x2 = 0,099.
+ Lîng cßn l¹i:
a – x1 = 0,07
a – x2 = 0,001
+ Theo quy luËt ®éng häc bËc 2 ta cã biÓu thøc:
1 1
1
t
k a x a
Thay c¸c gi¸ trÞ a, a – x, k t×m ®îc: t1 = 4608,3 s (76,8 phót)
t2 = 106,45.104 s (1,77.104 phót)
1
b) Chu kú b¸n huû :
t1/2 = k.a
+ TÝnh ®îc t1/2 = 10753 s (179,2 phót)
2. Chøng minh :
+ Gäi x lµ lîng A ph¶n øng.
2A s¶n phÈm.
t=0
a
0
t=
a–x
x
+ BiÓu thøc tèc ®é ph¶n øng : v =
v=
d CA
dt
k .C A2
d a x
2
k . a x
dt
hay dx k a x 2 (*) Ph¬ng tr×nh tèc ®é d¹ng vi ph©n.
dt
+ LÊy tÝch ph©n cña (*):
dx
a x
2
k .dt
1
kt C
a x
1
a
1
1
kt
a x a
Khi t = 0 x = 0 C =
9
1 1
1
k
(**) Ph¬ngtr×nh tèc ®é d¹ng tÝch ph©n.
ta x a
1
a
+ Khi x = th× k = t .a hay t1/2 = 1
(§iÒu ph¶i chøng minh)
k.a
1 2
2
hay
Bµi 9: Cho ph¶n øng “khÝ níc”
CO2 + H2
CO + H2O
G
a) TÝnh
cña ph¶n øng ë 1000 K, biÕt H vµ S ë 1000 K lÇn lît
-1
lµ: 35040 J.mol ; 32,11 J. mol-1.K-1.
b) TÝnh HSCB KC, KP cña ph¶n øng ë 1000K.
c) Mét hçn hîp khÝ chøa 35% thÓ tÝch H2, 45% thÓ tÝch CO vµ 20% thÓ
tÝch h¬i níc ®îc nung nãng tíi 1000 K.
X¸c ®Þnh thµnh phÇn hçn hîp (theo % thÓ tÝch) ë tr¹ng th¸i c©n b»ng.
Môc ®Ých cña bµi: Yªu cÇu häc sinh tÝnh G , HSCB KC, KP cña ph¶n øng
ë 1000 K tõ ®ã x¸c ®Þnh thµnh phÇn hçn hîp theo % thÓ tÝch cña chÊt trong hçn
hîp.
Híng dÉn gi¶i:
a) ¸p dông biÓu thøc: G H TS
0
Thay gi¸ trÞ S , H , T tÝnh ®îc G1000
2930 J
b) HSCB: KP = KC = 0,703.
c) Thµnh phÇn hçn hîp (theo % thÓ tÝch) cña:
CO: 34,6%;
CO2: 10,4%;
H2O: 9,6%;
H2: 45,4%
Bµi 10: Cho biÕt ph¶n øng:
0
CH4(k)
C(gr) + 2H2(k); G298
74,85kJ
0
-1
-1
vµ S 298 (J.K .mol ) cña CH4(k) lµ 186,19; cña C(gr) lµ 5,69; cña H2(k) lµ 130,59.
a) TÝnh G cña ph¶n øng ë nhiÖt ®é 298 K.
b) Ph¶n øng cã lnKp = - 15,17 – 7905,73 T-1 + 3,68 lnT.
TÝnh Kp cña ph¶n øng, so s¸nh c¸c gi¸ trÞ Kp ë 500K vµ 1000K. KÕt qu¶ ®ã
cã phï hîp víi nguyªn lý L¬ Sat¬liª kh«ng?
Môc ®Ých cña bµi: Yªu cÇu häc sinh tÝnh G cña ph¶n øng, tÝnh KP ë 2
nhiÖt ®é bÊt kú, vËn dông nguyªn lý L¬ Sat¬liª ®Ó gi¶i thÝch kÕt qu¶.
Híng dÉn gi¶i:
0
0
0
a) TÝnh:
= 50807 J
(T = 298 K).
G298
H 298
TS 298
b) ë 500 K, tÝnh KP 3.10-4
ë 1000 K, tÝnh KP 10,43.
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
K P500 K K P1000 K
Ph¶n øng thu nhiÖt, khi nhiÖt ®é t¨ng th× K P t¨ng. VËy kÕt qu¶ trªn phï hîp
víi nguyªn lý L¬ Sat¬liª.
Bµi 11: C©n b»ng: N2O4(k)
2NO2(k)
nhËn ®îc xuÊt ph¸t tõ a mol N2O4 tinh khiÕt.
a) Gäi lµ ®é ph©n li cña N2O4: = Sè mol N2O4 bÞ ph©n li
Sè mol N2O4 ban ®Çu
TÝnh sè mol NO2, N2O4 vµ tæng sè mol cña hÖ khi c©n b»ng theo a vµ .
b) TÝnh ¸p suÊt riªng phÇn cña NO 2, N2O4 theo vµ ¸p suÊt tæng céng P
cña hÖ khi c©n b»ng.
10
c) ThiÕt lËp biÓu thøc sù phô thuéc cña HSCB Kp vµo P vµ .
d) NÕu ban ®Çu cã 1,588 g N2O4 trong b×nh dung tÝch 0,5 lÝt, ë 25 0C vµ ¸p
suÊt P lóc c©n b»ng lµ 760 mmHg th× , KP, ¸p suÊt riªng phÇn cña NO2, N2O4 lµ
bao nhiªu?
Môc ®Ých cña bµi: Yªu cÇu häc sinh thiÕt lËp vµ tÝnh sè mol, ¸p suÊt riªng
phÇn cña chÊt, tÝnh HSCB KP ë ®iÒu kiÖn cô thÓ.
Híng dÉn gi¶i:
a) XÐt c©n b»ng: N2O4(k)
2NO2(k)
Ban ®Çu:
a
C©n b»ng:
a (1 - )
2a
+ Sè mol
NO2: 2a
N2O4: a (1 - )
Tæng sè mol cña hÖ: a (1 + )
b) ¸p suÊt riªng phÇn cña N2O4, NO2:
1
PN 2O4
.P
1
2
PNO2
.P
1
c) Ta biÕt:
KP
2
PNO
2
PN 2O4
Thay c¸c biÓu thøc PN O , PNO råi biÕn ®æi ta ®îc:
2
4
2
2
4
KP
.P
1 2
d) + §· biÕt: a = 0,01726 mol; V = 0,5 lÝt; P = 1 atm.
TÝnh sè mol cña hÖ lóc c©n b»ng: n PV 0,02046
R.T
+ Ta cã:
a (1 + ) = n hay = 0,1854
+ TÝnh KP = 0,1424
+ PN O 0,687 atm ; PNO 0,313 atm
2
4
2
Bµi 12 : ë nhiÖt ®é T, ¸p suÊt 1 atm cã c©n b»ng sau :
N2O4(k)
2NO2(k)
(1)
Gi¶ thiÕt c¸c khÝ ®Òu lµ khÝ lÝ tëng.
a) ThiÕt lËp biÓu thøc HSCB KP lµ d¹ng mét hµm cña ®é ph©n li vµ ¸p
suÊt chung P.
b) X¸c ®Þnh KP, KC, G cña ph¶n øng (1) ë 333 K, = 0,525.
c) X¸c ®Þnh H, S cña ph¶n øng (1) ë 333 K. Cho biÕt ë 373 K cã KP = 14,97.
d) TÝnh KP cña ph¶n øng (1) khi = 11%. §é ph©n li thay ®æi nh thÕ nµo
khi P tõ 1 atm gi¶m cßn 0,8 atm ?
e) §Ó ®¹t tíi 8% th× ph¶i nÐn hçn hîp khÝ tíi ¸p suÊt nµo ? NhËn xÐt vÒ
chiÒu cña ph¶n øng (1).
0
11
Môc ®Ých cña bµi : Yªu cÇu häc sinh thiÕt lËp biÓu thøc tÝnh K P theo ,
P ; x¸c ®Þnh KP, KC, G , H, S cña ph¶n øng ë ®iÒu kiÖn cô thÓ, ¸p dông
nguyªn lÝ L¬ Sat¬liª ®Ó x¸c ®Þnh chiÒu ph¶n øng.
Híng dÉn gi¶i:
0
a)
4 2
KP
.P
1 2
b) KP = 1,52 ; KC = 0,0557 mol.l-1 ; G 0 = - 1,16 kJ.mol-1
c) H = 59,103 kJ.mol-1 ; S = 181 J.mol-1.K-1
d) Thay = 0,11 vµo tÝnh ®îc KP = 0,049.
Khi P tõ 1 atm gi¶m cßn 0,8 atm, ®é ph©n li t¨ng c©n b»ng (1) chuyÓn
dÞch theo chiÒu tõ tr¸i sang ph¶i.
e) = 0,08 ; KP = 0,049 ta tÝnh ®îc P = 1,9 atm.
VËy khi gi¶m c©n b»ng (1) chuyÓn dÞch theo chiÒu tõ ph¶i sang tr¸i.
Bµi 13:
1. Thùc hiÖn tæng hîp NH3 theo ph¶n øng:
N2(k) + 3H2(k)
2NH3(k)
(1)
a) Chøng minh r»ng ë nhiÖt ®é, ¸p suÊt x¸c ®Þnh, hiÖu suÊt ph¶n øng sÏ cùc
®¹i nÕu thµnh phÇn mol cña hçn hîp c¸c chÊt t¸c dông lÊy ®óng theo hÖ sè tû lîng cña chóng.
b) ë 723 K ph¶n øng (1) cã K P 2.10 4
ë 850 K ph¶n øng (1) cã K P 0,2.10 4
T×m nhiÖt ®é cña sù chuyÓn ho¸ (ë kho¶ng nhiÖt ®é) trªn.
2. Ph¶n øng (1) cã H 0 92,5kJ . Khi ph¶n øng ®¹t c©n b»ng thu ®îc
36% NH3 díi ¸p suÊt 300 atm, 4500C.
a) TÝnh HSCB KP.
b) ë 4500C ph¶i dïng ¸p suÊt bao nhiªu ®Ó ®¹t 50% NH3.
c) Díi ¸p suÊt 300 atm th× ë nhiÖt ®é nµo ®Ó ®¹t 50% NH 3. Cho biÕt chiÒu
cña c©n b»ng (1).
Môc ®Ých cña bµi: Gióp cho häc sinh cã kÜ n¨ng tæng hîp: chøng minh gi¶
thiÕt lµ ®óng, tÝnh HSCB KP, tÝnh sè mol, nhiÖt ®é (¸p dông biÓu thøc cña ®Þnh
luËt KiecHoff), t×m ¸p suÊt, vµ xÐt chiÒu ph¶n øng.
Híng dÉn gi¶i:
1.a) Ph¶n øng:
N2(k) + 3H2(k)
2NH3(k) (1)
+ Gi¶ thiÕt: PN PH PNH P 1atm
1
2
2
KP
2
2
NH 3
P
3
H2
PN 2 .P
3
2
2
NH 3
3
4
N2
H2
x
.P
(2)
K x P 2
x . x .P
+ LÊy Nªpe 2 vÕ cña (2):
ln Kx = ln KP + 2ln P
ln K x 2 ln x NH 3 ln x N 2 3 ln x H 2
2.
dx NH 3
x NH 3
dx N 2
x N2
3dx H 2
xH 2
+ HiÖu suÊt ph¶n øng sÏ cùc ®¹i khi ln Kx = 0
12
(3)
x NH3 x N2 xH 2 1
dx NH3 dx N2 dx H 2 0
P 1atm
Ta cã:
dxNH3 0
Khi x 1
(a)
NH3
dxN2 dxH2 0 dxN2 dxH2
+ Thay (a) vµo (3) ®îc: x H 3x N
Do vËy tØ lÖ phÇn mol cña N2 : H2 lµ 1 : 3
b) + Ta cã:
2
2
H 0 S 0 A
ln K P1
B
RT1
R
T1
H 0 S 0 A
ln K P2
B
RT2
R
T2
(BiÕn ®æi tõ biÓu thøc: G0 = H0 - TS0 = -RT ln KP)
K P2
1 1
A
(b)
K P1
T2 T1
Thay c¸c gi¸ trÞ K P1 , K P2 , T1 , T2 vµo (b) tÝnh ®îc:
ln
A = 11144,162;
B = - 18,721
+ MÆt kh¸c: G = - RT lnK
Trong ®ã:
ln K
A
11144,162
B
18,721
T
T
Khi ph¶n øng ®¹t tr¹ng th¸i c©n b»ng: G = 0 lnK = 0
hay T = 595,3 K
VËy nhiÖt ®é cña sù chuyÓn ho¸ trªn lµ 595,3 K.
2. a) HSCB KP:
+ Ph¶n øng: N2(k) + 3H2(k)
2NH3(k) (1); H0 = - 92,5 kJ
Ban ®Çu:
1
3
0
C©n b»ng: 1 - 3(1 - )
2
Tæng sè mol hÖ lóc c©n b»ng: 4 - 2
HiÖu suÊt ph¶n øng ®¹t 36% NH3 nghÜa lµ
+ Ta cã:
13
2
0,36
4 2
hay = 0,529.
K P1
2
x NH
3
x N 2 .x
3
H2
(2)
.P 2
Trong ®ã: x NH 0,36 ; x N 0,16 ;
Thay c¸c gi¸ trÞ vµo (2) ta tÝnh ®îc:
b) ë 4500C, K P 0,813.10 4 .
3
x H 2 0,48 ;
2
P = 300 atm.
K P1 0,813.10 4
1
+ HiÖu suÊt ph¶n øng ®¹t 50% NH3 nghÜa lµ:
2
0,5
4 2
hay = 0,667
+ Trong ®ã: x NH 0,5 ; x N 0,125 ; x H 0,375 .
Thay c¸c gi¸ trÞ vµo (2) ta tÝnh ®îc: P = 683 atm
c) Díi P = 300 atm, 4500C tÝnh ®îc K P 0,813.10 4
VËy P = 300 atm, ( t 20 ) T2 = ? , K P ?
+ TÝnh xem ë P = 300 atm, K P ?
Theo b) ë 4500C: x NH 0,5 ; x N 0,125 ; x H 0,375 ; P = 300 atm;
= 0,667.
Thay c¸c gi¸ trÞ vµo (2) tÝnh ®îc K P 4,21.10 4
+ T×m nhiÖt ®é ( t 20 ) T2.
¸p dông biÓu thøc cña ®Þnh luËt KiecHoff:
3
2
2
1
2
2
3
2
2
2
K P2
H 0 1
1
ln
Ta cã:
(c)
K P1
R T1 T2
Thay c¸c gi¸ trÞ: K P1 , K P2 , T1 vµo (c) tÝnh ®îc T2 = 653,1K hay 380,10C
* NhËn xÐt:
T¹i T1 = 723K cã K P 0,813.10 4
T2 = 653,1K cã K P 4,21.10 4
1
2
Ph¶n øng (1) lµ to¶ nhiÖt H0 < 0), KP tØ lÖ nghÞch víi T.
Khi nhiÖt ®é gi¶m, KP t¨ng. VËy c©n b»ng (1) chuyÓn dÞch theo chiÒu tõ
tr¸i sang ph¶i (t¹o NH3).
Bµi 14:
Amoniac (NH3) ®îc tæng hîp theo ph¶n øng:
N2(k) + 3H2(k)
2NH3(k)
(1)
1. Chøng minh r»ng ë nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt nhÊt ®Þnh nång ®é cña NH3 lµ lín
nhÊt nÕu xuÊt ph¸t tõ hçn hîp cã tØ lÖ N2 : H2 lµ 1 : 3 theo sè mol.
2. a) Dïng sè liÖu nhiÖt ®éng díi ®©y:
N2
H2
NH3
0
1
0
0
- 46,19
H 298 k .J .mol :
0
1
1
191,49
130,59
192,51
S 298 J .K .mol :
TÝnh G0 cña ph¶n øng ë 250C
0
0
b) NÕu coi H 298
vµ S 298
cña ph¶n øng lµ kh«ng ®æi theo nhiÖt ®é th× ë
nhiÖt ®é nµo ph¶n øng ®æi chiÒu ?
14
3. §Ó cã hiÖu suÊt NH3 cao, cÇn tiÕn hµnh ph¶n øng ë ¸p suÊt nh thÕ nµo ?
V× sao ?
4. TÝnh xem cÇn ph¶i tiÕn hµnh ph¶n øng ë ¸p suÊt lµ bao nhiªu ®Ó hiÖu
suÊt chuyÓn ho¸ hçn hîp ban ®Çu (N2 + 3H2) lµ 90%, nÕu ph¶n øng ®îc thùc hiÖn
ë 4500C vµ tØ lÖ mol cña N2 : H2 lµ 1 : 3 ?
Môc ®Ých cña bµi : Yªu cÇu häc sinh chøng minh gi¶ thiÕt, tÝnh G0 cña
ph¶n øng, t×m nhiÖt ®é ph¶n øng ®æi chiÒu, tÝnh ¸p suÊt ë ®iÒu kiÖn bÊt kú.
Híng dÉn gi¶i:
1. Tõ tØ lÖ N2 : H2 lµ 1 : 3 theo sè mol hay x H 3 x N
PN PH PNH P 1atm
+ Ta gi¶ thiÕt :
-2
Mµ KP = Kx.P hay Kx = KP.P2
(2)
LÊy Nªpe 2 vÕ cña (2), biÕn ®æi ta cã :
2
2
ln K x 2.
dx NH 3
x NH 3
2
dx N 2
xN2
2
3
3dx H 2
(3)
xH 2
+ Khi ln Kx = 0, hiÖu suÊt ph¶n øng sÏ cùc ®¹i.
ta cã :
x NH3 x N2 xH 2 1
dx NH3 dx N2 dxH 2 0
T , P const
dxNH3 0
+ Gi¶ sö x 1
NH3
dxN2 dxH2 0 dxN2 dxH2
(4)
Thay (4) vµo (3) ®îc : x H 3x N
(hîp lý)
VËy xuÊt ph¸t tõ hçn hîp cã tØ lÖ N2 : H2 lµ 1 : 3 theo sè mol ( x H 3 x N ) ë
T, P nhÊt ®Þnh nång ®é NH3 lµ lín nhÊt ( x NH 1 ).
0
0
0
2.a) TÝnh G298
H 298
TS 298
33304,48 J
b) Ph¶n øng ®æi chiÒu ë nhiÖt ®é T > 466 K.
3. Dùa theo nguyªn lÝ L¬ Sat¬liª, cÇn tiÕn hµnh ph¶n øng ë ¸p suÊt cao.
4. + LËp biÓu thøc liªn hÖ KP theo Kx vµ P
KP = Kx. P-2
+ TÝnh : Kx, KP thay vµo biÓu thøc t×m ®îc P = 5284 atm.
Bµi 15 : Photphopentaclorua ph©n huû theo ph¬ng tr×nh :
PCl5(k)
PCl3(k) + Cl2(k) (1)
Trong b×nh ph¶n øng, ban ®Çu cã chøa 0,3 mol PCl 5 díi ¸p suÊt 1 atm. Khi
c©n b»ng thiÕt lËp cã ¸p suÊt lµ 1,25 atm ë thÓ tÝch, nhiÖt ®é kh«ng ®æi.
a) TÝnh ®é ph©n li , HSCB KP vµ ¸p suÊt riªng phÇn cña tõng cÊu tö trong
hÖ.
2
2
2
3
15
2
b) LËp biÓu thøc liªn hÖ gi÷a ®é ph©n li vµ ¸p suÊt chung cña hÖ lóc c©n
b»ng PCB.
Môc ®Ých cña bµi: Yªu cÇu häc sinh tÝnh ®îc c¸c ®¹i lîng: ®é ph©n li ,
HSCB KP, sè mol, ¸p suÊt riªng phÇn cña tõng cÊu tö; thiÕt lËp biÓu thøc liªn hÖ
gi÷a , vµ KCB.
Híng dÉn gi¶i:
a) TÝnh , KP, PPCl , PPCl , PCl :
* XÐt ph¬ng tr×nh: PCl5(k)
PCl3(k) + Cl2(k)
(1)
Ban ®Çu:
0,3
C©n b»ng: 0,3 – x
x
x
Sè mol khÝ tríc c©n b»ng: nt = 0,3 øng víi Pt.
Sè mol sau c©n b»ng: nS = 0,3 + x øng víi Ps.
5
3
+ V× V, T kh«ng ®æi nªn:
2
nt
P
t
ns Ps
0,3
1
x 0,075
0,3 x 1,25
x
kh¸c 0,3 0,25(25%)
MÆt
PCl3 Cl2 0,075mol
+ Sè mol khÝ lóc c©n b»ng :
PCl5 0,225mol
¸p suÊt riªng phÇn :
PPCl3 PCl2
+ HSCB
KP
0,225
0,75atm
0,3 0,075
0,075
1,25.
0,25atm
0,375
PPCl5 1,25.
PPCl3 .PCl2
PPCl5
0,0833atm
(cã thÓ tÝnh Kp theo Kx)
b) BiÓu thøc liªn hÖ gi÷a vµ PCB:
+ Gäi ¸p suÊt ban ®Çu lµ Pt øng víi sè mol nt.
¸p suÊt lóc c©n b»ng lµ PCB víi sè mol nCB.
+ Ta cã tØ lÖ:
Pt
n
n .P
t PCB CB t
PCB nCB
nt
+ Thay
(2)
nCB 0,31
vµo (2) ta cã:
nt 0,3
PCB = Pt (1 + ) = 1 +
(Pt = 1 atm)
Bµi 16 : ë nhiÖt ®é x¸c ®Þnh vµ díi ¸p suÊt 1 atm, ®é ph©n li cña N 2O4
thµnh NO2 lµ 11%.
16
atm.
a) TÝnh HSCB KP cña ph¶n øng.
b) §é ph©n li sÏ thay ®æi nh thÕ nµo khi ¸p suÊt gi¶m tõ 1 atm xuèng 0,8
c) §Ó cho ®é ph©n li gi¶m xuèng cßn 8% th× ph¶i nÐn hçn hîp khÝ tíi ¸p
suÊt nµo? KÕt qu¶ nhËn ®îc cã phï hîp víi nguyªn lý L¬ Sat¬liª kh«ng? V× sao?
Môc ®Ých cña bµi: Yªu cÇu häc sinh tÝnh ®îc HSCB KP cña ph¶n øng, ¸p
suÊt nguyªn lý L¬ Sat¬liª xÐt c¸c yÕu tè ¶nh hëng ®Õn c©n b»ng ph¶n øng.
Híng dÉn gi¶i:
a) T = const, = 0,11, gi¶ sö ban ®Çu cã 1 mol N2O4.
Ph¶n øng
N2O4(k)
2NO2(k)
(1)
2
KP = 4 2 .P
HSCB:
(*)
1
Thay c¸c gi¸ trÞ , P vµo biÓu thøc (*) tÝnh ®îc KP = 0,049.
b) ¸p suÊt gi¶m tõ 1 atm xuèng 0,8 atm, ®é ph©n li t¨ng do: KP = 0,049,
P = 0,8 atm tÝnh ®îc = 0,123 hoÆc : Khi ¸p suÊt gi¶m c©n b»ng (1) chuyÓn dÞch
theo chiÒu thuËn hay chiÒu t¨ng sè ph©n tö khÝ.
c) §é ph©n li = 0,08, KP = 0,049.
Thay , KP vµo biÓu thøc (*) tÝnh ®îc P = 1,9 atm. Nh vËy, khi ¸p suÊt t¨ng
tõ 1 atm lªn 1,9 atm c©n b»ng (1) chuyÓn dÞch theo chiÒu nghÞch.
KÕt qu¶ nhËn ®îc phï hîp víi nguyªn lý L¬ Sat¬liª.
Bµi 17: Cho c¸c ph¶n øng:
C(gr) + 1 O2(k) CO(k) (1)
G10 110500 89T J
2
G20 393500 3T J
C(gr) + O2(k) CO2(k)
(2)
T: NhiÖt ®é (K) bÊt kú; (gr: graphit).
a) TÝnh G vµ KP cña ph¶n øng sau ®©y ë 1000K.
2CO(k) C(gr) + CO2(k)
(a)
b) TÝnh ¸p suÊt riªng phÇn CO, CO2 cña ph¶n øng (a) khi c©n b»ng t¹i
1000K, ¸p suÊt lµ 1 atm.
c) Ph¶n øng (a) lµ to¶ nhiÖt hay thu nhiÖt. C©n b»ng chuyÓn dÞch nh thÕ
nµo khi t¨ng nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt cña ph¶n øng (a).
d) TÝnh KP cña c¸c ph¶n øng sau ë 1000K:
0
CO(k)
1
2
C (gr) +
1
2
CO2(k)
(b)
C(gr) + CO2(k) 2CO (k) (c)
Môc ®Ých cña bµi: Yªu cÇu häc sinh tæ hîp ph¶n øng tÝnh c¸c ®¹i lîng:
G0 vµ KP cña ph¶n øng, tÝnh ¸p suÊt riªng phÇn cña chÊt ë 1000 K; vËn dông
nguyªn lý L¬ Sat¬liª xÐt chiÒu ph¶n øng.
Híng dÉn gi¶i:
a) + Tæ hîp ph¶n øng (1) vµ (2) ®îc ph¶n øng (a).
Ta cã:
Ga0 G20 2G10
hay:
Ga0 172500 175T
ë 1000K: Ga0 2500 J
+ ¸p dông biÓu thøc: G RT . ln K
0
17
TÝnh ®îc: KP = 0,7403 atm-1.
b) T = 1000K,
p = 1atm
PCO 0,331atm ; PCO = 0,669 atm.
c) Do H0 < 0, S0 < 0: Ph¶n øng (a) lµ ph¶n øng to¶ nhiÖt.
+ Khi t¨ng nhiÖt ®é, c©n b»ng (a) chuyÓn dÞch theo chiÒu thu nhiÖt hay
chiÒu nghÞch.
+ Khi t¨ng ¸p suÊt, c©n b»ng (a) chuyÓn dÞch theo chiÒu lµm gi¶m sè ph©n
tö khÝ hay chiÒu thuËn.
d) Víi ph¶n øng (b): T = 1000K
2
Gb0 Ga0 / 2 1250J
K P 0,86(atm) 1/ 2
GC0 Ga0 2500 J
Víi ph¶n øng (c)
K P 1,35atm
Bµi 18: Trén CO víi h¬i H2O t¹i 1000K theo tØ lÖ mol 1 : 1. TÝnh thµnh
phÇn cña hçn hîp ®¹t tíi tr¹ng th¸i c©n b»ng.
lg K P 20,113
BiÕt r»ng: 2H2O(h)
2H2(k) + O2(k)
lg K P 20,4
2CO2(k)
2CO(k) + O2(k)
Môc ®Ých cña bµi: Yªu cÇu häc sinh x¸c ®Þnh ph¶n øng x¶y ra, tõ ®ã tÝnh
thµnh phÇn hçn hîp ®¹t tíi tr¹ng th¸i c©n b»ng.
Híng dÉn gi¶i:
+ Ph¶n øng x¶y ra: CO(k) + H2O(h)
CO2(k) + H2(k)
cã lg K P 1 lg K P lg K P 0,1435
2
hay KP = 1,392.
Do v = 0 nªn KP = KC = Kx = 1,392
+
Ph¶n øng: CO(k) + H2O(h)
CO2(k) + H2(k)
Ban ®Çu:
1
1
C©n b»ng: 1 – x 1 – x
x
x
Tæng sè mol lóc c©n b»ng: 2 mol
+ ¸p dông biÓu thøc tÝnh Kx ta cã:
1
2
1
K x 1,392
+ VËy sè mol:
HoÆc % sè mol:
2
x2
1 x 2
t×m ®îc x = 0,54 mol.
CO2 = H2 = 0,54 mol
CO = H2O = 0,46 mol
CO2 = H2 = 27%
CO = H2O = 23%
18
Thùc nghiÖm s ph¹m
IV.1. Môc ®Ých, ph¬ng ph¸p vµ tæ chøc thùc nghiÖm s ph¹m
IV.1.1. Môc ®Ých thùc nghiÖm
Trªn c¬ së nh÷ng néi dung ®· ®Ò xuÊt ë ch¬ng II vµ ch¬ng III, chóng t«i ®·
tiÕn hµnh thùc nghiÖm s ph¹m nh»m môc ®Ých sau:
- Nghiªn cøu hiÖu qu¶ cña viÖc gi¶ng d¹y theo néi dung luËn v¨n nh»m
®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng n¾m v÷ng lý thuyÕt c¬ b¶n vµ kh¶ n¨ng vËn dông lý thuyÕt vµo
viÖc gi¶i bµi tËp.
- Sö dông hÖ thèng c¸c c©u hái vµ bµi tËp trªn vµo viÖc kh¾c s©u kiÕn thøc
träng t©m, rÌn luyÖn kü n¨ng c¬ b¶n cña tõng ch¬ng nh»m n©ng cao chÊt lîng
gi¶ng d¹y; thóc ®Èy qu¸ tr×nh häc tËp, t×m tßi s¸ng t¹o cña häc sinh.
- So s¸nh kÕt cña cña líp thùc nghiÖm víi kÕt qu¶ cña líp ®èi chøng. Tõ ®ã
xö lý, ph©n tÝch kÕt qu¶ ®Ó ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng ¸p dông hÖ thèng c¸c c©u hái vµ
bµi tËp trªn do chóng t«i ®Ò xuÊt còng nh c¸ch sö dông nã trong viÖc gi¶ng d¹y ë
c¸c líp chuyªn Ho¸ vµ båi dìng häc sinh chuÈn bÞ dù thi häc sinh giái Ho¸ ë c¸c
cÊp hiÖn nay.
IV.1.2. Ph¬ng ph¸p thùc nghiÖm
a. Chän ®èi tîng vµ ®Þa bµn thùc nghiÖm
§Ó tiÕn hµnh thùc nghiÖm tèt nh÷ng néi dung ®· ®îc biªn so¹n ë ch¬ng II,
III; chóng t«i ®· tiÕn hµnh thùc nghiÖm ë c¸c ®èi tîng lµ häc sinh trêng THPT
chuyªn cã uy tÝn vµ chÊt lîng tèt.
Cô thÓ lµ:
Trêng THPT chuyªn Lª Hång Phong – Nam §Þnh ®îc gäi lµ trêng A
Trêng THPT chuyªn NguyÔn HuÖ – Hµ §«ng – Hµ T©y ®îc gäi lµ trêng B
Mçi trêng ®Òu cã lo¹i líp ë khèi 11 vµ khèi 12.
+ Líp d¹y theo ph¬ng ph¸p b×nh thêng ®îc gäi lµ líp ®èi chøng (§C).
+ Líp d¹y theo ph¬ng ph¸p sö dông hÖ thèng c©u hái vµ bµi tËp trªn ®îc
gäi lµ líp thùc nghiÖm (TN).
§Æc biÖt: TiÕn hµnh thùc nghiÖm ®èi víi ®æi tuyÓn dù thi häc sinh giái Quèc
Gia cña trêng THPT chuyªn Lª Hång Phong –Nam §Þnh n¨m häc 2003-2004.
b. Ph¬ng ph¸p tiÕn hµnh thùc nghiÖm
Bao gåm c¸c bíc:
- Gi¶ng d¹y häc sinh líp 11, líp 12 vµ híng dÉn häc sinh ®éi dù tuyÓn lµm
bµi tËp.
- Ra 2 ®Ò kiÓm tra víi 2 møc ®é kh¸c nhau cho khèi 11 vµ 12 (xem phô lôc I vµ
phô lôc II).
+ §Ò 1: §¸nh gi¸ kh¶ n¨ng n¾m v÷ng kiÕn thøc c¬ b¶n.
+ §Ò 2: §¸nh gi¸ kü n¨ng gi¶i bµi tËp vËn dông lý thuyÕt c¬ b¶n.
- Ra 2 ®Ò kiÓm tra tæng hîp cho ®éi dù tuyÓn (xem phô lôc III).
- ChÊm bµi kiÓm tra.
- S¾p xÕp kÕt qu¶ theo thø tù tõ thÊp ®Õn cao cô thÓ tõ 0 – 10 ®iÓm, ph©n
thµnh 3 nhãm.
+ Nhãm kh¸, giái cã c¸c ®iÓm: 7, 8, 9, 10.
+ Nhãm trung b×nh cã c¸c ®iÓm: 5, 6.
+ Nhãm yÕu kÐm cã c¸c ®iÓm: 0, 1, 2, 3, 4.
- So s¸nh kÕt qu¶ líp thùc nghiÖm vµ líp ®èi chøng trong mét trêng.
- ¸p dông to¸n häc thèng kª; xö lý ph©n tÝch kÕt qu¶.
- KÕt luËn.
19
IV.1.3. Tæ chøc thùc nghiÖm
Tæ chøc thùc nghiÖm t¹i khèi 11, 12 cña 2 trêng THPT chuyªn vµ víi ®éi
dù tuyÓn häc sinh giái Quèc Gia.
Sau ®©y lµ tªn trêng vµ tªn gi¸o viªn tiÕn hµnh thùc nghiÖm :
Trêng THPT chuyªn Lª Hång Phong (Nam §Þnh) (A), L¹i ThÞ Thu Thuû.
Trêng THPT chuyªn NguyÔn HuÖ (Hµ §«ng) (B),
C« Chu Kim Oanh.
IV.2. Néi dung thùc nghiÖm s ph¹m
IV.2.1. Néi dung thùc nghiÖm s ph¹m
+ Gi¶ng d¹y t¹i líp 11, líp 12 chuyªn Ho¸.
+ Bíc ®Çu båi dìng häc sinh kh¸, giái dù thi häc sinh giái c¸c cÊp.
+Ra ®Ò kiÓm tra, chÊm bµi, ph©n tÝch kÕt qu¶.
IV.2.2. Xö lý sè liÖu thùc nghiÖm s ph¹m [8]
Chóng t«i ®· tiÕn hµnh ®¸nh gi¸ chÊt lîng, ph¸t hiÖn häc sinh cã tÝnh s¸ng
t¹o, cã n¨ng khiÕu vÒ hãa häc th«ng qua 2 bµi kiÓm tra cho khèi 11, 12 cña líp
thùc nghiÖm vµ líp ®èi chøng, ®ång thêi kiÓm tra 2 bµi tæng hîp víi ®éi dù tuyÓn
häc sinh giái Quèc gia. §ång thêi chÊm bµi theo thang ®iÓm bËc 10. Sö dông ph¬ng ph¸p thèng kª to¸n häc ®Ó xö lý kÕt qu¶ thùc nghiÖm thu ®îc.
+ LËp b¶ng ph©n phèi tÇn sè, tÇn suÊt cho c¸c líp ®èi chøng vµ líp thùc
nghiÖm víi Xi lµ ®iÓm sè, ni lµ sè häc sinh ®¹t ®iÓm Xi.
+ BiÓu diÔn kÕt qu¶ b»ng ®å thÞ vµ biÓu ®å.
+ TÝnh c¸c tham sè ®Æc trng cña b¶ng.
IV.2. §¸nh gi¸ kÕt qu¶ thùc nghiÖm s ph¹m
a. KÕt qu¶ thùc nghiÖm
KÕt qu¶ ®iÓm kiÓm tra tÝnh theo sè häc sinh ®¹t ®iÓm X i, % häc sinh ®¹t
®iÓm Xi, % häc sinh ®¹t ®iÓm Xi trë xuèng ®îc chØ ra ë c¸c b¶ng tõ b¶ng 1 ®Õn
b¶ng 10 vµ 15. KÕt qu¶ xÕp lo¹i sè % häc sinh ®¹t ®iÓm kh¸ giái, trung b×nh, yÕu
kÐm ®îc chØ ra ë c¸c b¶ng tõ b¶ng 11 ®Õn b¶ng 14 vµ 16. MÆt kh¸c tõ sè liÖu ë
c¸c b¶ng chóng t«i x©y dùng c¸c ®å thÞ vµ biÓu ®å: 6 ®å thÞ (h×nh 1 ®Õn h×nh 6)
vµ 1 biÓu ®å (h×nh 7).
Sau ®©y chóng t«i chän c¸c líp ®èi chøng (§C) vµ thùc nghiÖm (TN)
Trêng A
Trêng B
Líp §C
Líp TN
Líp 11 Ho¸ 1 – 11 Ho¸ 2
líp 12 Ho¸ 1 – 12 Ho¸ 2
Líp 11 Ho¸ 1 – 11 Ho¸ 2
Líp 12 Ho¸ 1 – 12 Ho¸ 2
(A) §éi dù tuyÓn LÇn 1 vµ LÇn 2. B¶ng 11: líp 11 lÇn 1*:
Trêng
A
B
Líp
thÞ Në
§C
thÞ Në
§C
YÕu - KÐm
0,0
5,9
0,0
5,9
Sè % häc sinh
Trung b×nh
5,9
29,4
35,3
58,8
Kh¸ - Giái
94,1
64,7
64,7
35,3
*B¶ng xÕp lo¹i sè % häc sinh yÕu –kÐm, trung b×nh, kh¸-giái líp 11 lÇn 1 cña
trêng A vµ trêng B.
B¶ng 12: líp 11 lÇn 2*:
Trêng
Líp
YÕu - KÐm
20
Sè % häc sinh
Trung b×nh
Kh¸ - Giái
- Xem thêm -
.DOC 
24 
133 
60 
