Hóa học lớp 10

Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 trang 162 163 sgk Hóa Học 10

Hướng dẫn giải Bài 38. Cân bằng hóa học sgk Hóa Học 10. Nội dung bài Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 trang 162 163 sgk Hóa Học 10 bao gồm đầy đủ phần lý thuyết và bài tập, đi kèm công thức, phương trình hóa học, chuyên đề… có trong SGK để giúp các em học sinh học tốt môn hóa học 10, ôn thi tốt nghiệp THPT quốc gia.

LÍ THUYẾT

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

a) 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 hoàn toàn thành chất sản phẩm và không xảy ra theo chiều ngược lại.

b) Phản ứng thuận nghịch

Phản ứng hóa học trong đó chất phản ứng biến đổi thành chất sản phẩm và đông thời chất 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 \( \rightleftarrows \) HCl + HClO

2SO2 + O2 \( \rightleftarrows \) 2SO3

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

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

c) Cân bằng hóa học

– Là trạng thái của phản ứng thuận nghịch, ở đó trong cùng một đơn vị thời gian có bao nhiêu phân tử chất sản phẩm được hình thành từ những chất ban đầu thì có bấy nhiêu phân tử chất sản phẩm phản ứng với nhau để tạo thành chất ban 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 tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch.

2. Hằng số cân bằng hóa học

a) Cân bằng trong hệ đồng thể

– Hệ đồng thể là hệ mà các tính chất 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:

$aA + bB  \rightleftarrows  cC + dD$

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.

b) Cân bằng trong hệ dị thể

– Hệ dị thể là hệ mà các tính chất 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) \( \rightleftarrows \) 2CO (k)

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

3. Sự chuyển dịch cân bằng hóa học

– Sự chuyển dịch cân bằng hóa học là sự phá vỡ trạng thái cân bằng cũ để chuyển sang một trạng thái cân bằng mới do các yếu tố bên ngoài tác động lên cân bằng.

– Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học:

Các yếu tố nồng độ, áp suất và nhiệt đọ 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 bên ngoài, như biến đổi nồng độ, áp suất, nhiệt độ, sẽ chuyển dịch cân bằng theo chiều làm giảm 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.

– Vai trò chất xúc tác: Chất xúc tác không làm biến đổi nồng độ các chất trong cân bằng và không làm biến đổi hằng số cân bằng nên không làm cân bằng chuyển dịch.

4. Ý nghĩa của tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học trong sản xuất hóa học

Dựa vào những yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hóa học và cân bằng hóa học để chọn 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) \( \rightleftarrows \) 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).

BÀI TẬP

Dưới đây là phần Hướng dẫn Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 trang 162 163 sgk Hóa Học 10 đầy đủ và ngắn gọn nhất. Nội dung chi tiết bài giải các bài tập các bạn xem sau đây:

1. Giải bài 1 trang 162 hóa 10

Ý nào sau đây là đúng:

A. Bất cứ phản ứng nào cũng phải đạt đến trạng thái cân bằng hóa học.

B. Khi phản ứng thuận nghịch ở trạng thái cân bằng thì phản ứng dừng lại.

C. Chỉ có những phản ứng thuận nghịch mới có trạng thái cân bằng hóa học.

D. Ở trạng thái cân bằng, khối lượng các chất ở hai vế của phương trình phản ứng phải bằng nhau.

Bài giải:

A. Sai vì không phải phản ứng nào cũng phải đạt đến trạng thái cân bằng.

B. Sai vì khi phản ứng thuận nghịch ở trạng thái cân bằng thì tốc độ phản ứng thuận bằng với tốc độ phản ứng nghịch nhưng phản ứng vẫn tiếp tục xảy ra.

D. Sai vì khi ở trạng thái cân bằng khối lượng các chất ở hai vế của phương trình có thể khác nhau.

⇒ Đáp án: C.

2. Giải bài 2 trang 162 hóa 10

Hệ cân bằng sau được thực hiện trong bình kín:

2SO2 (k) + O2(k) \( \rightleftarrows \) 2SO3 (k) ∆H < 0

Yếu tố nào sau đây không làm nồng độ các chất trong hệ cân bằng biến đổi?

A. Biến đổi nhiệt độ.

B. Biến đổi áp suất.

C. Sự có mặt chất xúc tác.

D. Biến đổi dung tích của bình phản ứng.

Bài giải:

Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng thuân và tốc độ phản ứng nghịch với số lần bằng nhau. Do vậy, chất xúc tác không làm chuyển dịch cân bằng hóa học hay không làm nồng độ các chất trong cân bằng biến đổi.

⇒ Đáp án: C.

3. Giải bài 3 trang 163 hóa 10

Cân bằng hóa học là gì? Tại sao nói cân bằng hóa học là cân bằng động?

Bài giải:

– Cân bằng hóa học là trạng thái của phản ứng thuân nghịch khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch.

– Cân bằng hóa học là cân bằng động vì: ở trạng thái cân bằng không phải là phản ứng dừng lại, mà là phản ứng thuận và phản ứng nghịch vẫn xảy ra, nhưng tốc độ bằng nhau (vt = vn). Điều này có nghĩa là trong một đơn vị thời gian số mol chất phản ứng giảm đi bao nhiêu theo phản ứng thuận lại được tạo ra bấy nhiêu theo phản ứng nghịch. Do đó cân bằng hóa học là cân bằng động.

4. Giải bài 4 trang 163 hóa 10

Thế nào là sự chuyển dịch cân bằng? Những yếu tố nào ảnh hưởng đến cân bằng hóa học? Chất xúc tác có ảnh hưởng đến cân bằng hóa học không? Vì sao?

Bài giải:

– Sự chuyển dịch cân bằng hóa học là sự di chuyển từ trạng thái cân bằng này sang trạng thái cân bằng khác do tác động của các yếu tố từ bên ngoài lên cân bằng.

– Những yếu tố làm chuyển dịch cân bằng là nồng độ, áp suất và nhiệt độ.

– Chất xúc tác không có ảnh hưởng đến cân bằng hóa học, vì chất xúc tác không làm biến đổi nồng độ các chất trong cân bằng và cũng không làm biến đổi hằng số cân bằng. Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng thuận và tốc độ phản ứng nghịch với số lần bằng nhau, nên nó có tác dụng làm cho phản ứng thuận nghịch đạt tới trạng thái cân bằng nhanh chóng hơn.

5. Giải bài 5 trang 163 hóa 10

Phát biểu nguyên lí Lơ Sa-tơ-li-ê và dựa vào cân bằng sau để minh họa:

C(r) + CO2(k) \( \rightleftarrows \) 2CO(k) ∆H > 0

Bài giải:

Nguyên lí Lơ Sa-tơ-li-ê: Một 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, sẽ chuyển dịch câng bằng theo chiều làm giảm tác động bên ngoài đó.

Ví dụ minh họa:

C(r) + CO2(k) \( \rightleftarrows \) 2CO(k) ∆H > 0

– Nồng độ: Khi ta cho thêm vào một lượng khí CO2 nồng độ trong hệ sẽ tăng lên làm cho cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận tức là phản ứng chuyển dịch theo chiều làm giảm nồng độ CO2.

– Nhiệt độ: Khi ta tăng nhiệt độ thấy cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận tức là phản ứng chuyển dịch theo chiều thu nhiệt.

– Áp suất: Khi ta tăng áp suất của hệ thấy cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch tức là cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm số mol phân tử khí (giảm áp suất).

6. Giải bài 6 trang 163 hóa 10

Xét các hệ cân bằng sau trong một bình kín :

C(r) + H2O(k) \( \rightleftarrows \) CO(k) + H2(k); ∆H > 0. (1)

CO(k) + H2O(k) \( \rightleftarrows \) CO2(k) + H2(k); ∆H < 0. (2)

Các cân bằng trên chuyển dịch như thế nào khi biến đổi trong một các điều kiện sau?

a) Tăng nhiệt độ.

b) Thêm hơi nước vào.

c) Thêm khí H2 vào.

d) Tăng áp suất chung bằng cách nén cho thể tích hệ giảm xuống.

e) Dùng chất xúc tác.

Bài giải:

Ta có:

C (r) + H2O (k) \( \rightleftarrows \) CO (k) + H2 (k); (∆H > 0)

CO (k) + H2O (k) \( \rightleftarrows \) CO2 (k) + H2 (k); (∆H < 0)

Dựa vào nguyên lí chuyển dịch ta có:

– Tăng nhiệt độ phản ứng xảy ra theo chiều thu nhiệt và ngược lại.

– Thêm lượng chất (tăng nồng độ) phản ứng chuyển dịch theo chiều làm giảm nồng độ chất đó và ngược lại.

– Tăng áp suất phản ứng chuyển dịch theo chiều làm giảm áp suất (làm giảm số mol phân tử khí) và ngược lại.

– Xúc tác không ảnh hưởng tới chuyển dịch cân bằng.

Như vậy ta có bảng sau:

Tác nhân Phản ứng (1) Phản ứng (2)
a) Tăng nhiệt độ → ←
b) Thêm hơi nước → →
c) Thêm H2 ← ←
d) Tăng áp suất ← Tổng số mol khí 2 vế bằng nhau nên áp suất không ảnh hưởng tới chuyển dịch cân bằng
e) Chất xúc tác Không đổi Không đổi

7. Giải bài 7 trang 163 hóa 10

Clo phản ứng với nước theo phương trình hóa học sau :

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

Dưới tác dụng của ánh sáng, HClO bị phân hủy theo phản ứng :

2HClO → 2HCl + O2 ↑

Giải thích tại sao nước clo (dung dịch clo trong nước) không bảo quản được lâu.

Bài giải:

Do HClO không bền dưới ánh sáng nên bị phân hủy hoàn toàn tạo thành HCl và O2. Khi đó nồng độ HClO giảm, phản ứng chuyển dịch theo chiều thuận, Cl2 phản ứng với H2O từ từ cho tới hết, HClO cũng bị phân hủy dần đến hết. Do đó, nước clo không bảo quản được lâu.

8. Giải bài 8 trang 163 hóa 10

Cho biết phản ứng sau:

4CuO(r) \( \rightleftarrows \) 2Cu2O(r) + O2(k) (∆H > 0)

Có thể dùng những biện pháp gì để tăng hiệu suất chuyển hóa CuO thành Cu2O?

Bài giải:

Để tăng hiệu suất chuyển hóa CuO thành Cu2O tức là làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận:

– Tăng nhiệt độ vì phản ứng thuận là phản ứng thu nhiệt.

– Hút khí O2 ra.

Bài trước:

Bài tiếp theo:

Xem thêm:

Trên đây là phần Hướng dẫn Giải bài 1 2 3 4 5 6 7 8 trang 162 163 sgk Hóa Học 10 đầy đủ, ngắn gọn và dễ hiểu nhất. Chúc các bạn làm bài môn hóa học 10 tốt nhất!

“Bài tập nào khó đã có giaibaisgk.com“