Bài tập cân bằng hóa học

    BÀI TẬP CÂN BẰNG HÓA HỌC

I. LÝ THUYẾT

1/. Cân bằng hóa học:

a/. Phản ứng thuận nghịch:

Phản ứng xảy ra đồng thời theo hai chiều ngược nhau trong cùng điều kiện như nhau.

H₂ + I₂  2HI

b/. Cân bằng hóa học: Trạng thái của phản ứng thuận nghịch mà tại đó vận tốc của phản ứng thuận bằng vận tốc phản ứng nghịch.

Lưu ý: Cân bằng hóa học là cân bằng động vì khi đó phản ứng thuận và phản ứng nghịch vẫn xảy ra nhưng với vận tốc như nhau nên nồng độ các chất trong hệ không còn thay đổi.

c/. Nguyên lí chuyển dịch cân bằng (Le Chatelier): “Cân bằng của phản ứng thuận nghịch sẽ chuyển dời theo chiều chống lại sự thay đổi các điều kiện bên ngoài (về nồng độ, nhiệt độ, áp suất).

Lưu ý: Chất xúc tác không làm dịch chuyển cân bằng, chỉ làm phản ứng nhanh đạt đến trạng thái cân bằng.

2/. Kiến thức bổ sung

Xét phản ứng thuận nghịch: mA + nB  pC + qD

Vận tốc phản ứng thuận: v_t = k_t [A]^m[B]ⁿ

Vận tốc phản ứng nghịch: v_n = k_n [C]^p[D]^q

Khi phản ứng đạt cân bằng: v_t = v_n Þ k_t [A]^m[B]ⁿ = k_n [C]^p[D]^q

Þ      (kí hiệu: [] là nồng độ lúc cân bằng)

Biết K_cb suy ra nồng độ các chất lúc cân bằng và ngược lại.

II. BÀI TẬP

Câu 1. ở một nhiệt độ nhất định, phản ứng thuận nghịch  đạt trạng thái cân bằng khi nồng độ của các chất như sau:

 [H₂] = 2,0 mol/lít.  [N₂] = 0,01 mol/lít.  [NH₃] = 0,4 mol/lít. 

Hằng số cân bằng ở nhiệt độ đó và nồng độ ban đầu của N₂ và H₂.

A.  2 và 2,6 M.            B.  3 và 2,6 M.            C.  5 và 3,6 M.                       D.  7 và 5,6 M.

Hướng dẫn giải:

[N₂] = 0,21M.  [H₂]  = 2,6M

Câu 2. Một phản ứng thuận nghịch          

Người ta trộn bốn chất A, B, C, D. mỗi chất 1 mol vào bình kín có thể tích v không đổi. Khi cân bằng được thiết lập, lượng chất C trong bình là 1,5 mol. Hãy tìm  k = ?

A.  9.                           B.  10                          C.  12                                      D.  7

Hướng dẫn giải:

Câu 3. Tính nồng độ cân bằng của các chất trong phương trình:          

Nếu lúc đầu chỉ có CO và hơi nước với nồng độ [CO] = 0,1M.  [H₂O]  = 0,4 M. k = 1

A.  0,08.                      B.  0,06                       C.  0,05                                   D.  0,1

Hướng dẫn giải:

Câu 4: Một bình phản ứng có dung tích không đổi, chứa hỗn hợp khí N₂ và H₂ với nồng độ tương ứng là 0,3M và 0,7M. Sau khi phản ứng tổng hợp NH₃ đạt trạng thái cân bằng ở t^oC, H₂ chiếm 50% thể tích hỗn hợp thu được. Hằng số cân bằng K_C ở t^oC của phản ứng có giá trị là:

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

Hướng dẫn giải:

Ta cú: 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.

Câu 5. Cho phản ứng:

H₂ (k) + I₂ (k)            2HI (k)

Ở nhiệt độ 430⁰C hằng số cân bằng K_C của phản ứng trên bằng 53,96. Đun nóng một bình kớn dung tích không đổi 10 lít chứa 4,0 gam H₂ và 406,4 gam I₂. Khi hệ phản ứng đạt trạng thái cân bằng ở 430⁰C, nồng độ của HI là:

A. 0,151 M                B. 0,320 M    C. 0, 275 M   D. 0,225M.

Hướng dẫn 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 đó phản ứng, theo (1) ta cú:

 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.