Bài tập cân bằng hóa học - tốc độ phản ứng (có lời giải chi tiết)

BTTN CÂN BẰNG PHẢN ỨNG – TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG

(Có lời giải chi tiết)

Lời giải

Dựa vào phản ứng: 2SO₂ (k) +O₂ (k)        2 SO₃ (k);  ∆H < 0

- Đây là một phản ứng tỏa nhiệt (∆H < 0).

- Có sự chênh lệch số mol trước và sau phản ứng.

Vì vậy, các yếu tố làm cân bằng dịch chuyển theo chiều thuận là:

+ Hạ nhiệt độ (2).

+ Tăng áp suất (3).

+ Giảm nồng độ SO₃ (5).

Chọn đáp án B.

Lời giải

Từ phản ứng: H₂ (k) + I₂ (k)             2HI (k); DH > 0.

- Đây là phản ứng thu nhiệt (DH > 0)

- ∑số mol trước khi phản ứng = ∑số mol sau khi phản ứng, do đó áp suất chung của hệ không làm thay đổi sự của dịch chuyển cân bằng.

Chọn đáp án D.

Lời giải

Khi tăng nhiệt độ tỉ khối của hỗn hợp khí so với H₂ giảm đi chứng tỏ phản ứng dịch theo chiều nghịch. Vì vậy, đây là phản ứng tỏa nhiệt.

Chọn đáp án D.

Lời giải

Xét phản ứng: N₂O₄(k)        2NO₂(k) ở 25⁰C

[N₂O₄] tăng lên 9 lần  [NO₂] tăng lên là:

Áp dụng công thức: K =  khi tăng [N₂O₄] lên 9 lần thì [NO₂] cần tăng thêm là 3 lần để đạt đến trạng thái cân bằng.

Chọn đáp án B.

Lời giải

Ta có: 2NO₂(k)            N₂O₄(k), NO₂ là màu nâu, N₂O₄ không màu.

Khi hạ nhiệt độ của bình thì màu nâu đỏ nhạt dần, chứng tỏ phản ứng xảy ra theo chiều thuận, vì vậy phản ứng trên là phản ứng tỏa nhiệt (∆H < 0).

Chọn đáp án B.

Lời giải

Ta có: 3H₃ + N₂        2NH₃ (1). Gọi a là [N₂] phản ứng.

Vậy theo phản ứng (1): [H₂] phản ứng là 3a; [NH₃] phản ứng là 2a.

Khi đạt đến trạng thái cân bằng: [N₂] = 0,3 – a, [H₂] = 0,7 – 3a

Để đơn giản ta xét 1 lít hỗn hợp.

Sau  khi phản ứng đạt cân bằng: 0,3 – a + 0,7 – 3a + 2a = 1 – 2a

Mặt khác %H₂ =

Khi đạt cân bằng [N₂] = 0,3 – 0,1 = 0,2 (M)

                        [H₂] = 0,7 – 0,3 = 0,4 (M)

                        [NH₃] = 0,2 (M).

 K_C =

Chọn đáp án B.

Lời giải

Từ phản ứng 2SO₂ (k) + O₂ (k)      2SO₃ (k) (∆H< 0).

Các bạn cần chú ý đến hai yếu tố của phản ứng sau:

- ∑số mol khí trước khi phản ứng  > ∑số mol khí sau khi phản ứng.

- ∆H < 0 phản ứng tỏa nhiệt.

Tăng nhiệt độ phản ứng dịch chuyển theo chiều thu nhiệt (chiều nghịch) loại A.

Giảm áp suất phản ứng dịch chuyển theo chiều tăng số mol khí (chiều nghịch) loại C.

Giảm nồng độ SO₃ phản ứng dịch chuyển theo chiều thuận, loại D.

Chọn đáp án B.

Lời giải

Ta có: N₂(k) + 3H₂(k) → 2NH₃ (k) (∆H< 0).

Như các bạn đã biết, chất xúc tác chỉ làm tăng tốc độ phản ứng chứ không làm thay đổi cân bằng.

Chọn đáp án D.

Lời giải

Ở đây các bạn cần chú ý đến công thức  =  số lần tăng.

Cụ thể: (lần)

Chọn đáp án D.

Lời giải

Áp dụng công thức: V = K[NO]²[O₂].

Do nhiệt độ không đổi, vì vậy áp suất tăng 3 lần, có nghĩa thể tích của hệ giảm 3 lần. Suy ra nồng độ mỗi chất tăng lên 3 lần  k tăng lên = [NO]²[O₂] = 3². 3 = 27 lần

Chọn đáp án C.

Lời giải

Áp dụng công thức: Tốc độ tăng =  = 81 = 3⁴

Chọn đáp án D

Lời giải

Cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều thuận khi tăng áp suất của hệ phản ứng, bởi vì tổng số mol khí trước phản ứng lớn hơn tổng số mol khí sau phản ứng.

Chọn đáp án C.

Lời giải

Từ phản ứng: H₂ (k) + I₂ (k)             2HI (k)  (1)

Ta có hằng số cân bằng  K =

Gọi a là nồng độ của I₂ đã phản ứng, theo (1) ta có:

 khi đạt tới cân bằng là: K_C =

 khi đạt tới cân bằng là: K_C =

 sinh ra là 2a

Vậy ta có K_C =

Suy ra  = 2a = 0,275

Chọn đáp án C.

Lời giải

Khi thay đổi áp suất mà cân bằng hóa học không bị chuyển dịch thì xảy ra trong các phản ứng số mol khí trước và sau phản ứng là như nhau. Vậy có phản ứng (3) và (4) thỏa mãn.

Chọn đáp án D.

Lời giải

Đối với phản ứng trên ta cần lưu ý đến 2 yếu tố sau:

- > 0  là phản ứng thu nhiệt

- Tổng số mol khí trước phản ứng < Tổng số mol khí sau phản ứng.

Để phản ứng chuyển dịch theo chiều thuận ta cần tăng nhiệt độ hoặc giảm áp suất.

Chọn đáp án A.

Lời giải

Khi nhiệt độ không đổi nếu thay đổi áp suất của chung của hệ mà khung làm thay đổi cân bằng thì số mol trước và sau phản ứng là như nhau:

      I₂  + H₂ = 2HI

      n trước  = n sau

Chọn đáp án A

Lời giải

Chọn đáp án A.

Lời giải

V =  =  =1. 10 M/s

Chọn đáp án C.

Câu 19: Cho chất xúc tác MnO₂ vào 100 ml dung dịch H₂O₂, sau 60 giây thu được 3,36 ml khí O₂ (ở đktc). Tốc độ trung bình của phản ứng (tính theo H₂O₂) trong 60 giây trên là

     A. 2,5.10^-4 mol/(l.s)            B. 5,0.10^-4 mol/(l.s)                   C. 1,0.10^-3 mol/(l.s)    D. 5,0.10^-5 mol/(l.s)

Lời giải

nO₂ = 1,5.10^-3

nH₂O₂ = 3.10^-3

= 5.10^-4 mol/(l.s)

Câu 20: Hỗn hợp khí X gồm N₂ và H₂ có tỉ khối so với He bằng 1,8. Đun nóng X một thời gian trong bình kín (có bột Fe làm xúc tác), thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với He bằng 2. Hiệu suất của phản ứng tổng hợp NH₃ là

     A. 50%                          B. 36%                            C. 40%                          D. 25%

Lời giải

     Chọn số mol của hỗn hợp là 1.

     Gọi số mol của N₂ là x, thì của H₂ là 1 – x, số mol N₂ phản ứng là a

                                           N₂ + 3H₂  2NH₃

     Ban đầu:                        a       1 – a

     Phản ứng:                      x        3x              2x

     Sau phản ứng:               a-x    1-a-3x         2x

     Hỗn hợp X:                   28a + 2(1 – a) = 1,8.4

ð  a = 0,2

Hỗn hợp Y có số mol là: a – x + 1 – a – 3x + 2x = 1 – 2x

m_Y = (1 – 2x)2.4

Ta có m_X = m_Y

ð  (1 – 2x)2.4 = 1,8.4

ð  x = 0,05

Hiệu suất phản ứng:

* Đây là bài tập có công thức giải nhanh như sau các em tham khảo:

Dạng để: Cho hỗn hợp X gồm H₂ và N₂ có M trung bình =a. Tiến hành PƯ tổng hợp NH₃ được hỗn hợp Y có M trung bình = b. Tính hiệu suất PƯ tổng hợp NH₃?

gọi x là mol H₂, y là mol N₂.Ta có các trường hợp sau:

-Nếu x>3y(H₂ dư):H=1/2 * (1-a/b)*(1+x/y)

Nếu x<3y(N₂ dư) H= 3/2 *(1-a/b)* (1+x/y)

-Nếu x=3y thì dùng H=2*(1-a/b) hoặc dùng một trong hai công thức trên đều đúng.

Câu 21: Một bình phản ứng có dung tích không đổi, chứa hỗn hợp khí N₂ và H₂ với nồng độ tương ứng là 0,3 M và 0,7 M. Sau khi phản ứng tổng hợp NH₃ đạt trạng thái cân bằng ở t⁰C, H₂ chiếm 50% thể tích hỗn hợp thu được. Hằng số cân bằng K_C ở t⁰C của phản ứng có giá trị là

A. 2,500                       B. 0,609                           C. 0,500                        D. 3,125

Lời giải

     Gọi lượng N₂ phản ứng là x

          N₂       +      3H₂        2NH₃

Bđ     0,3                0,7                    0

Pư      x                  3x                     2x

Cb   (0,3 – x)       (0,7 – 3x)            2x

     0,7 – 3x = 0,5(0,7 – 3x + 0,3 – x + 2x)

     x = 0,1

= 3,125

Câu 22: Cho cân bằng hóa học: 2SO₂ (k) + O₂ (k)  2SO₃ (k); phản ứng thuận là phản ứng tỏa nhiệt. Phát biểu đúng là:

    A. Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận khi tăng nhiệt độ.

    B. Cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch khi giảm nồng độ O₂.

    C. Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận khi giảm áp suất hệ phản ứng.

    D. Cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch khi giảm nồng độ SO₃.

Lời giải

Theo nguyên lí Lơ-sa-tơ-lie khi giảm nồng độ một chất cân bằng dịch chuyển theo chiều làm tăng nồng độ chất đó.

Câu 23: Cho cân bằng (trong bình kín) sau :

                                           DH < 0

Trong các yếu tố : (1) tăng nhiệt độ; (2) thêm một lượng hơi nước; (3) thêm một lượng H₂; (4) tăng áp suất chung của hệ; (5) dùng chất xúc tác.

Dãy gồm các yếu tố đều làm thay đổi cân bằng của hệ là :

     A. (1), (4), (5)               B. (1), (2), (4)                  C. (1), (2), (3)               D. (2), (3), (4)

Câu 24: Cho cân bằng hoá học: N₂ (k) + 3H₂ (k) 2NH₃ (k); phản ứng thuận là phản ứng toả nhiệt. Cân bằng hoá học không bị chuyển dịch khi

A. thay đổi áp suất của hệ.                              B. thay đổi nồng độ N₂.

C. thay đổi nhiệt độ.                                       D. thêm chất xúc tác Fe.

Lời giải

Cân bằng hóa học chỉ có thể bị chuyển dịch khi thay đổi các yếu tố nồng độ, nhiệt độ và áp suất. Chất xúc tác chỉ có vai trò làm tăng tốc độ phản ứng (thuận và nghịch) mà không làm cho cân bằng chuyển dịch!

Đây là một bài khá dễ, vì các phản ứng thường dùng để hỏi về cân bằng Hóa học rất quen thuộc và có thể giới hạn được như: phản ứng tổng hợp NH₃, tổng hợp SO₃, nhiệt phân CaCO₃, ....

Câu 25: Cho các cân bằng hoá học:

N₂ (k) + 3H₂ (k) 2NH₃ (k) (1)                                H₂ (k) + I₂ (k) 2HI (k) (2)

2SO₂ (k) + O₂ (k) 2SO₃ (k) (3)                               2NO₂ (k) N₂O₄ (k) (4)

Khi thay đổi áp suất những cân bằng hóa học bị chuyển dịch là:

A. (1), (2), (3).                  B. (2), (3), (4).                          C. (1), (2), (4).                   D. (1), (3), (4).

Câu 26: Cho các cân bằng sau :

 (1) 2SO₂(k)   +    O₂(k)      2SO₃(k)                 (2) N₂ (k)   +    3H₂ (k)      2NH₃ (k)

(3) CO₂(k)  +  H₂(k)  CO(k)  + H₂O(k)             (4) 2HI (k)      H₂ (k)   +   I₂ (k)

Khi thay đổi áp suất, nhóm gồm các cân bằng hoá học đều không bị chuyển dịch là

A. (1) và (2).                         B. (1) và (3).                  C. (3) và (4).                  D. (2) và (4).

Lời giải

Tổng hệ số trước và sau phản ứng bằng nhau với (3) và  (4)

Câu 27: Cho cân bằng sau trong bình kín:     N₂O₄ (k).                                                                                         (màu nâu đỏ)      (không màu)

Biết khi hạ nhiệt độ của bình thì màu nâu đỏ nhạt dần. Phản ứng thuận có:

     A. DH < 0, phản ứng thu nhiệt                             B. DH > 0, phản ứng tỏa nhiệt

     C. DH > 0, phản ứng thu nhiệt                             D. DH < 0, phản ứng tỏa nhiệt

Câu 28: Hằng số cân bằng của phản ứng xác định chỉ phụ thuộc vào

A. áp suất.                        B. chất xúc tác.                         C. nồng độ.                       D. nhiệt độ.

Câu 29: Cho cân bằng hoá học:

     Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận khi

     A. thêm PCl₃ vào hệ phản ứng                             B. tăng nhiệt độ của hệ phản ứng

     C. thêm Cl₂ vào hệ phản ứng                                D. tăng áp suất của hệ phản ứng

Câu 30: Cho cân bằng 2SO₂ (k) + O₂ (k) 2SO₃ (k). Khi tăng nhiệt độ thì tỉ khối của hỗn hợp khí so với H₂ giảm đi. Phát biểu đúng khi nói về cân bằng này là :

     A. Phản ứng nghịch toả nhiệt, cân bằng dịch chuyển theo chiều thuận khi tăng nhiệt độ.

     B. Phản ứng thuận toả nhiệt, cân bằng dịch chuyển theo chiều nghịch khi tăng nhiệt độ.

     C. Phản ứng nghịch thu nhiệt, cân bằng dịch chuyển theo chiều thuận khi tăng nhiệt độ.

     D. Phản ứng thuận thu nhiệt, cân bằng dịch chuyển theo chiều nghịch khi tăng nhiệt độ.

Lời giải

của hỗn hợp khí SO₂, O₂, SO₃ phụ thuộc vào tỉ lệ số mol của chúng (M_O2 = 32<  < M_SO3 = 64). Khi tăng nhiệt độ tỉ khối của hỗn hợp so với H₂ giảm, tức là M giàm. Có nghĩa là số mol SO₃ giảm. Vậy khi tăng nhiệt độ cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch là chiều thu nhiệt, suy ra chiều thuận là chiều toả nhiệt.

Câu 31: Xét cân bằng: N₂O₄ (k)  2NO₂ (k) ở 25⁰C. Khi chuyển dịch sang một trạng thái cân bằng mới nếu nồng độ của N₂O₄ tăng lên 9 lần thì nồng độ của NO₂

      A. tăng 9 lần.                B. tăng 3 lần.                     C. tăng 4,5 lần.             D. giảm 3 lần.

Lời giải

Gọi nồng độ của N₂O₄ và NO₂ ban đầu lần lượt là a, x. Sau khi tăng nồng độ của N₂O₄ là 9a, của NO₂ là y

                            =>                                     

. Khi [N₂O₄] tăng 9 lần thì = 3a  => B.

Câu 32: Cho các cân bằng sau

            (I) 2HI (k) H₂ (k) + I₂ (k) ;

            (II) CaCO₃ (r)  CaO (r) + CO₂ (k) ;

            (III) FeO (r) + CO (k)  Fe (r) + CO₂ (k) ;

            (IV) 2SO₂ (k) + O₂ (k)  2SO₃ (k)

            Khi giảm áp suất của hệ, số cân bằng bị chuyển dịch theo chiều nghịch là

            A. 4                             B. 3                             C. 2                             D. 1

Lời giải

Giảm áp xuất cân bằng chuyển dịch theo chiều  tăng áp suất của hệ (tăng tổng số mol khí):

(II) CaCO₃ (r)  CaO (r) + CO₂ (k) : trong pư trên duy nhất theo chiều thuận)

(IV) 2SO₂ (k) + O₂ (k)  2SO₃ (k) (nghịch)

(I) 2HI (k) H₂ (k) + I₂ (k) ; (III) FeO (r) + CO (k) Fe (r) + CO₂ (k) (không ảnh hưởng bởi áp suất)