HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN - HỌC SINH

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

* Tìm hiểu khái niệm phản ứng một chiều

- GV giới thiệu phản ứng điều chế khí oxygen trong phòng thí nghiệm bằng cách đun nóng tinh thể KMnO₄ (thuốc tím) tạo thành K₂MnO₄, MnO₂, O₂:

2KMnO₄  K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂        (1)

- GV yêu cầu HS thảo luận trả lời CH thảo luận 1 SGK trang 5:

1. Dựa vào phương trình hóa học của phản ứng điều chế khí oxygen từ KMnO₄, em hãy cho biết phản ứng có xảy ra theo chiều ngược lại không?

- GV nêu đặc điểm của phản ứng (1):

+ Các chất sản phẩm (K₂MnO₄,  MnO₂ và O₂) không phản ứng được với nhau để tạo thành các chất đầu (KMnO₄).

+ Phản ứng có đặc điểm như vậy được gọi là phản ứng một chiều.

- GV dẫn dắt HS đến khái niệm phản ứng một chiều và kí hiệu chiều phản ứng; yêu cầu HS lấy ví dụ

- GV đặt câu hỏi: Vậy có phản ứng nào mà các chất sản phẩm lại phản ứng được với nhau để tạo thành chất đầu không ?

* Tìm hiểu khái niệm phản ứng thuận nghịch

- GV viết phản ứng:

Cl₂(g) + H₂O(l)  HCl(aq) + HClO(aq)          (2)

- GV yêu cầu HS quan sát phản ứng trên và trả lời CH thảo luận 2 SGK trang 6:

2. Phản ứng Cl₂ tác dụng với H₂O có đặc điểm gì khác với phản ứng nhiệt phân thuốc tím?

- GV nêu đặc điểm của phản ứng (2):

+ Các chất sản phẩm (HCl và HClO) phản ứng được với nhau để tạo thành các chất đầu (Cl₂ và H₂O).

+ Phản ứng có đặc điểm như vậy được gọi là phản ứng thuận nghịch

+ Phản ứng thuận:

Cl₂ + H₂O  HCl + HClO

+ Phản ứng nghịch:

HCl + HClO  Cl₂ + H₂O

- GV dẫn dắt HS đến khái niệm phản ứng thuận nghịch và kí hiệu chiều phản ứng, chiều thuận, chiều nghịch; yêu cầu HS lấy ví dụ.

* Tìm hiểu khái niệm trạng thái cân bằng của phản ứng thuận nghịch

- GV yêu cầu HS thảo luận nghiên cứu trạng thái cân bằng hóa học thông qua phản ứng và trả lời CH thảo luận 3, 4 SGK trang 6:

N₂(g) + 3H₂(g)  2NH₃(g)

3. Quan sát Hình 1.1, nhận xét sự biến thiên nồng độ của các chất trong hệ phản ứng theo thời gian (với điều kiện nhiệt độ không đổi).

4. Quan sát Hình 1.2, nhận xét về tốc độ của phản ứng thuận và tốc độ của phản ứng nghịch theo thời gian trong điều kiện nhiệt độ không đổi. Nồng độ các chất trong phản ứng thay đổi như thế?

- GV dẫn dắt HS nhận xét: Trong phản ứng trên, lúc đầu phản ứng thuận có tốc độ lớn hơn phản ứng nghịch và ưu tiên tạo ra ammonia. Theo thời gian, tốc độ phản ứng thuận giảm dần, tốc độ phản ứng nghịch tăng dần đến khi tốc độ hai phản ứng bằng nhau. Tại thời điểm này, số mol của các chất hydrogen, nitrogen, ammonia không thay đổi nữa. Đây là thời điểm phản ứng thuận nghịch đạt tới trạng thái cân bằng.

- GV đưa ra khái niệm trạng thái cân bằng của phản ứng thuận nghịch.

- GV nhấn mạnh với HS đặc điểm của cân bằng hóa học:

Cân bằng hóa học là một cân bằng động, vì tại trạng thái cân bằng, phản ứng thuận và phản ứng nghịch vẫn xảy ra, nhưng với tốc độ bằng nhau nên không nhận thấy sự thay đổi thành phần của hệ.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS suy nghĩ trả lời CH thảo luận 1 – 4 SGK trang 5, 6

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- Đại diện HS trả lời câu hỏi CH thảo luận 1 – 4 SGK trang 5, 6

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Kết luận, nhận định

GV đánh giá, nhận xét, tổng kết các đặc điểm của phản ứng một chiều và phản ứng thuận nghịch và trạng thái cân bằng của phản ứng thuận nghịch.

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

* Phản ứng một chiều

Trả lời CH thảo luận 1 SGK trang 5:

2KMnO₄  K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂ 

Phản ứng không xảy ra theo chiều ngược lại

Kết luận:

- Phản ứng một chiều là phản ứng chỉ xảy ra theo chiều từ chất tham gia tạo thành sản phẩm mà sản phẩm không thể tác dụng lại với nhau để tạo thành chất ban đầu.

- Kí hiệu chiều phản ứng:

Ví dụ : NaOH + HCl  NaCl + H₂O

* Phản ứng thuận nghịch

Trả lời CH thảo luận 2 SGK trang 6:

Cl₂(g) + H₂O(l)  HCl(aq) + HClO(aq)

Phản ứng trên xảy ra theo hai chiều, các chất sản phẩm tác dụng được với nhau tạo lại Cl₂ và H₂O

Kết luận:

- Phản ứng thuận nghịch là phản ứng xảy ra theo hai chiều ngược nhau trong cùng điều xác định.

- Kí hiệu chiều phản ứng: . Chiều từ trái sang phải là chiều thuận, chiều từ phải sang trái là chiều nghịch.

Ví dụ: 3O₂  2O₃

* Trạng thái cân bằng của phản ứng thuận nghịch

Trả lời CH thảo luận 3, 4 SGK trang 6:

3.

Theo thời gian, số mol N₂ và H₂ giảm dần và đến một thời điểm, số mol của N₂ và H₂ không thay đổi nữa.

Theo thời gian, số mol NH₃ tăng dần và đến cùng một thời điểm, số mol NH₃ cũng không thay đổi nữa.

4.

Biểu thức định luật tác dụng khối lượng đối với phản ứng thuận:

v_t = k_t[N₂].[H₂]³

Biểu thức định luật tác dụng khối lượng đối với phản ứng nghịch:

v_n = k_n[NH₃]²

Từ hai biểu thức cho thấy:

- Theo thời gian, số mol N₂ và H₂ giảm dần nên [N₂] và [H₂] giảm, tốc độ phản ứng thuận giảm.

- Theo thời gian, số mol NH₃ tăng dần nên [NH₃] tăng dần, tốc độ phản ứng nghịch tăng.

Kết luận:

- Trạng thái cân bằng của phản ứng thuận nghịch là trạng thái tại đó tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch.

- Cân bằng hóa học là một cân bằng động, vì trạng thái cân bằng, phản ứng thuận và phản ứng nghịch vẫn xảy ra, nhưng với tốc độ bằng nhau nên không nhận thấy sự thay đổi thành phần của hệ.