Hướng dẫn giải nhanh hoá học 11 Cánh diều bài 1: Mở đầu về cân bằng hóa học

MỞ ĐẦU

Bài 1: Khí $NO_{2}$ (màu nâu đỏ) liên tục chuyển...

Hướng dẫn trả lời:

Có phản ứng diễn ra trong hai bình này nhưng tại trạng thái này tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch nên thành phần khí như nhau và không đổi.

I. KHÁI NIỆM PHẢN ỨNG THUẬN NGHỊCH VÀ TRẠNG THÁI CÂN BẰNG

Bài 1: Hãy nêu một số ví dụ về phản ứng thuận nghịch mà em biết.

Hướng dẫn trả lời:

$SO_{2} + O_{2}\rightleftharpoons SO_{3}$

$CH_{3}COOH + C_{2}H_{5}OH \rightleftharpoons CH_{3}COOHC_{2}H_{5}$

Bài 2: Phản ứng thuận nghịch có xảy ra hoàn toàn được không? Vì sao?

Hướng dẫn trả lời:

-Không xảy ra hoàn toàn được.

Vì ở cùng điều kiện, xảy ra đồng thời sự chuyển chất phản ứng thành chất sản phẩm và sự chuyển chất sản phẩm thành chất phản ứng.

Bài 3: Xét Ví dụ 2...

Hướng dẫn trả lời:

a) Sau khi trộn hai khí, phản ứng thuận diễn ra, nồng độ $H_{2}$ và $I_{2}$ giảm dần nên $v_{t}$  giảm dần, màu tím của hỗn hợp cũng giảm dần. 

b) Nồng độ của $I_{2}$  không thay đổi nữa.

Bài 4: Cho hai đồ thị (a) và (b) dưới đây...

Hướng dẫn trả lời:

Đồ thị (a) thể hiện đúng 

Ví dụ 2. Đường màu xanh trong đồ thị biểu diễn tốc độ phản ứng nghịch.   

Bài 5: Vì sao giá trị  $\frac{k_{t}}{k_{n}}$  là một hằng số ở nhiệt độ xác định?

Hướng dẫn trả lời:

Ta có:

$\frac{k_{t}}{k_{n}}= \frac{C^{2}_{HI}}{C_{H^{2}}C_{I^{2}}}$

Vì ở trạng thái cân bằng nồng độ của một chất bất kì trong phản ứng không đổi nên giá trị $\frac{k_{t}}{k_{n}}$ là một hằng số ở nhiệt độ xác định. 

II. BIỂU THỨC HẰNG SỐ CÂN BẰNG VÀ Ý NGHĨA

Bài 1: Viết biểu thức hằng số cân bằng $K_{C}$ cho phản ứng thuận nghịch...

Hướng dẫn trả lời:

a) $K_{C}=\frac{[NH_{3}]^{2}}{[N_{2}][H_{2}]^{3}}$

b) $K_{C}=[CO_{2}]$

Bài 2: Viết biểu thức hằng số cân bằng $K_{C}$ cho phản ứng thuận nghịch...

Hướng dẫn trả lời:

(*): $K_{C^{*}}=\frac{[HI]^{2}}{[H_{2}][I_{2}]}$

(**): $K_{C^{**}}=\frac{[HI]}{[H_{2}]^{\frac{1}{2}}[I_{2}]^{\frac{1}{2}}}=\frac{[HI]}{([H_{2}][I_{2}])\frac{1}{2}}$

Hai giá trị hằng số cân bằng này không bằng nhau. 

Bài 3: Trong công nghiệp, hydrogen được sản xuất từ phản ứng...

Hướng dẫn trả lời:

a) $K_{C}=\frac{[H_{2}]^{3}[CO]}{[CH_{4}][H_{2}O]}=\frac{1.15^{3}.0,126}{0,126.0,242}=5,46$

b) Ở trạng thái cân bằng $3nH_{2} = nCO$. 

=> $[CO] = 0,6 : 3 = 0,2M$

$[CH_{4}] = [H_{2}O] = x - 0,2$

$K_{C}=\frac{[H_{2}]^{3}[CO]}{[CH_{4}][H_{2}O]}=\frac{0,6^{3}.0,2}{(x-0,2)(x-0,2)}=5,46$

=> $x = 0,29M$

Bài 4: Hãy cho biết trong công nghiệp...

Hướng dẫn trả lời:

Cần tăng nồng độ $N_{2}$ và $H_{2}$.

Vì 

$N_{2}(g) + 3H_{2}(g) \rightleftharpoons  2NH_{3}(g)$ là:

$K_{C}=\frac{[NH_{3}]^{2}}{[N_{2}].[H_{2}]^{3}}$

⇒ $[NH_{3}]=\sqrt{K_{C}.[N_{2}].[H_{2}]^{3}}$

Bài 5: Hai acid HA và HB cùng nồng...

Hướng dẫn trả lời:

Gọi nồng độ mol $H^{+}$ ở hai phản ứng ở trạng thái cân bằng lần lượt là x và y (x, y < 0,5)

$K_{C(HA)} = 0,2 = \frac{[H^{+}][A^{-}]}{[HA]}= \frac{[x][x]}{[0,5-x]}$

$=> x=0,23M$

$K_{C(HB)} = 0,1 = \frac{[H^{+}][B^{-}]}{[HB]}= \frac{[y][y]}{[0,5-y]}$

$=> y=0,18M$

Acid càng mạnh, hằng số phân li acid càng lớn.

Bài 6: Methanol $(CH_{3}OH)$ là nguyên liệu...

Hướng dẫn trả lời:

Phản ứng (1).

Vì hằng số cân bằng lớn hơn 1, phản ứng thuận diễn ra thuận lợi, các chất ở trạng thái cân bằng chủ yếu là sản phẩm $CH_{3}OH$.

III. ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ, NỒNG ĐỘ VÀ ÁP SUẤT ĐẾN CÂN BẰNG HÓA HỌC

Bài 1: Từ Thí nghiệm 1, hãy cho biết...

Hướng dẫn trả lời:

a) Dựa vào dấu hiệu màu sắc .

b) Khi tăng nhiệt độ cân bằng chuyển dịch theo chiều thu nhiệt.

Khi giảm nhiệt độ cân bằng chuyển dịch theo chiều toả nhiệt.

Bài 2: Dựa vào thí nghiệm 2...

Hướng dẫn trả lời:

$CH_{3}COO^{-} + H_{2}O \rightleftharpoons  CH_{3}COOH + OH^{-}$

Theo chiều thu nhiệt vì màu dung dịch đậm hơn.

Bài 3: Cân bằng sau dịch chuyển theo chiều nào khi tăng nhiệt độ...

Hướng dẫn trả lời:

- Cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm nhiệt độ, tức là theo chiều thu nhiệt. 

 - $\delta _{r}H^{o}_{298} < 0$, chiều thuận là chiều tỏa nhiệt, 

=> tăng nhiệt độ cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch.

Bài 4: Cân bằng $2NO_{2}(g) \rightleftharpoons N_{2}O_{4}(g)$ chuyển...

Hướng dẫn trả lời:

Cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm áp suất (giảm số mol) => là chiều thuận.

Bài 5: Quá trình tổng hợp $NH_{3}$ trong công nghiệp...

Hướng dẫn trả lời:

$N_{2} + 3H_{2} \rightleftharpoons  2NH_{3}$

Quá trình tổng hợp $NH_{3}$  nên thực hiện ở áp suất cao.

Giải thích: khi tăng áp suất, cân bằng dịch chuyển theo chiều làm giảm áp suất (giảm số mol khí) => cân bằng dịch chuyển theo chiều thuận.

Phản ứng tổng hợp $NH_{3}$ thường được thực hiện ở áp suất 200 – 300 atm.

Bài 6: Thành phần chính của tinh dầu chuối là ester...

Hướng dẫn trả lời:

Tăng nồng độ $CH_{3}COOH$ và $ROH$: $(CH_{3})_{2}CHCH_{2}CH_{2}OH$

BÀI TẬP CUỐI SGK

Bài 1: Phát biểu nào sau đây về...

Hướng dẫn trả lời:

Đáp án C.

Bài 2: Cho 0,4 mol SO_{2} và 0,6 mol O_{2} vào..

Hướng dẫn trả lời:

$2SO_{2} (g) + O_{2} (g) \rightleftharpoons  2SO_{3} (g)$

0,3 mol           0,15 mol                      0,3 mol

Khi ở trạng thái cân bằng nồng độ mol các chất là:

$[SO_{2}] = (0,4 - 0,3)/1 = 0,1 M$

$[O_{2}] = (0,6 - 0,15)/1 = 0,45 M$

$[SO_{3}] = 0,3/1 = 0,3 M$

$K_{C}=\frac{[SO_{3}]^{2}}{[SO_{2}]^{2}[O_{2}]}=\frac{0,3^{2}}{0,1^{2}.0,45}=20$

Bài 3: Nhũ đá được hình thành trong...

Hướng dẫn trả lời:

Khi nồng độ $CO_{2}$ tăng, cân bằng dịch chuyển theo chiều làm giảm nồng độ $CO_{2}$, tức là chiều nghịch, nhũ đã $CaCO_{3}$ bị hòa tan => Không có lợi cho sự hình thành nhũ đá.