Chủ đề 16: Bài toán tốc độ phản ứng và hằng số cân bằng Kc.
Bài tập về hằng số Kc:
[C ] .[ D ]
® KC =
a
b
[ A] .[B]
c
Cho phản ứng : aA + bB ® cC + dD
d
Chú ý : Nồng độ các chất ở lúc cân bằng
Các chất trong công thức phải ở cùng trạng thái (khí ,hoặc lỏng).
Nếu trạng thái không đồng nhất thì bỏ (dị chất ).
Bài tập về tốc độ phản ứng:
Chú ý : Tốc độ phản ứng của 1 phản ứng phải tính qua nồng độ 1 chất nào đó. Tuy
nhiên, tính theo chất nào đi nữa cũng cho cùng 1 kết quả. Công thức:
v=
[A]ban dau - [A]sau phan ung
t.a
Chú ý: a là hệ số của chất tính tốc độ trong phương trình.
Ví dụ 1: Thực hiện phản ứng sau trong bình kín có dung tích không đổi 2 lít.
X 2(k) + Y2(k) ® 2Z(k) . Lúc đầu số mol của khí X2 là 0,6 mol, sau 10 phút số mol
của khí X2 còn lại 0,12 mol. Tốc độ trung bình của phản ứng tính theo X2 trong
khoảng thời gian trên là :
A. 4.10-4 mol / (l.s).
B. 2,4mol / (l.s).
C. 4,6mol / (l.s).
D. 8.10-4 mol / (l.s).
Trích đề thi thử Chuyên ĐH Vinh – 2015
Định hướng tư duy giải
Chú ý : Thể tích của bình là 2, rất nhiều bạn học sinh cứ mặc định thể tích bình
chứa là 1 lít dẫn tới bị mắc bẫy.
0,6 0,12
2 = 4.10-4 mol / (l.s)
Ta có ngay : v = 2
10.60
Ví dụ 2: 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 KC ở t0C của phản ứng có giá trị là
A. 0,609
B. 3,125
Định hướng tư duy giải
C. 0,500
D. 2,500
Giả sử thể tích của bình là 1 lít.
ì N : 0,3
Trước phản ứng : í 2
î H 2 : 0,7
Sau phản ứng :
N 2 + 3H2
2NH3
ìN 2 : 0,3 - 0,5a
ï
íH2 : 0,7 - 1,5a
ïNH : a
î 3
®
0,7 - 1,5a
= 0,5 ® a = 0,2
1- a
[NH3 ] = 0,22 = 3,125
® Kc =
3
3
[N2 ].[H2 ] 0,2.0,4
2
Ví dụ 3: Cho các cân bằng sau:
1
1
(2)HI(k) ® H 2 (k) + I 2 (k)
2
2
Ở nhiệt độ xác định nếu KC của cân bằng (1)bằng 64 thì KC của cân bằng (2) là:
(1)H 2 (k) + I 2 (k) ® 2HI(k)
A. 4
B. 0,5
C. 0,25
D. 0,125
Định hướng tư duy giải
[ HI ] = 64
k =
[ H2 ][ I2 ]
[ H2 ][ I2 ]
k 2c =
=
[ HI ]
2
1
c
1 1
= = 0,125
k1c 8
Bài tập rèn luyện
Câu 1: Trong hỗn hợp phản ứng gồm Na2S2O3 và H2SO4 loãng có thể tích dung
dịch là 100 ml, nồng độ ban đầu của Na2S2O3 là 0,5 M. Sau thời gian 40 giây, thể
tích khí SO2 thoát ra là 0,896 lít (đktc). Giả sử khí tạo ra đều thoát ra hết khỏi dung
dịch và sau phản ứng có muối sunfat, vẩn màu vàng,... Tốc độ trung bình của phản
ứng tính theo Na2S2O3 là
A. 10-2 mol/ (lít.s).
B. 10-1 mol/(lít.s).
C. 2,5.10-3 mol/(lít.s).
D. 2,5.10-2 mol/(lít.s).
Định hướng tư duy giải
Na 2 S 2 O3 + H2SO4 ® Na 2SO4 + S + SO2 + H 2 O
ìïn ban.dau
Na 2 S 2 O3 = 0,05
0,5 - 0,1
®v=
= 0,01
í sau
40
ïîn Na 2 S2 O3 = 0,01
Câu 2: Cho phương trình hóa học của phản ứng X + 2Y → Z + T. Ở thời điểm ban
đầu, nồng độ của chất X là 0,01 mol/l. Sau 20 giây, nồng độ của chất X là 0,008
mol/l. Tốc độ trung bình của phản ứng tính theo chất Y trong khoảng thời gian trên
là
A. 2,0. 10-4 mol/(l.s)
B. 4,0. 10-4 mol/(l.s)
C. 1,0. 10-4 mol/(l.s)
D. 8,0. 10-4 mol/(l.s).
Định hướng tư duy giải
Y
X
DC M
= 2 DC M
= 2 ( 0,01 - 0,008 ) = 0,004
®v=
0,004
= 10-4
2.20
Chú ý : tốc độ trung bình của phản ứng tính theo chất nào cũng cho ra cùng đáp số.
Nếu tính theo X thì ® v =
0,01 - 0,008
= 10-4
20
Câu 3: Cho 0,04 mol NO2 vào một bình kín dung tích 100 ml (ở toC), xẩy ra phản ứng:
2NO2
N2O4. Sau 20 giây thấy tổng số mol khí trong bình là 0,30 mol/l. Tốc
độ của phản ứng tính theo NO2 trong 20 giây là:
A. 0,004 mol/(l.s)
B. 0,01 mol/(l.s)
C. 0,005 mol/(l.s)
D. 0,10 mol/(l.s)
Định hướng tư duy giải
pu
ìDn ¯= 0,04 - 0,03 = 0,01 ® n NO
= 0,02
2
ï
ï
0,04 0,02
í
truoc
sau
[
]
[
]
0,1
0,1
ïv =
=
= 0,005mol / (l.s)
t.a
20.2
îï
Câu 4: Cho phản ứng:
2H2O2 → 2H2O + O2
xảy ra trong bình dung tích 2 lít. Sau 10 phút thể tích khí thoát ra khỏi bình là 3,36
lít (đktc). Tốc độ trung bình của phản ứng (tính theo H2O2) trong 10 phút đó là:
A. 1,25.10-4 mol/l.s.
B. 2,5.10-4 mol/l.s.
C. 10.10-4 mol/l.s.
D. 0,0025 mol/l.s.
Định hướng tư duy giải
Chú ý : Bình 2 lít và hệ số của H2O2 là 2.
Ta cú: n O2 = 0,15(mol) đ Dn H O = 0,3(mol)
2 2
đv=
0,3
= 1, 25.10-4 (mol/ l.s)
10.60.2.2
Cõu 5: Cho 6 mol N2 v y mol H2 vo bỡnh kớn dung tớch 4 lit. Khi t trng thỏi
cõn bng N2 tham gia phn ng l 25%. a bỡnh v nhit ban u thy ỏp sut
P2 = 21/24 P1. Tỡm y v tớnh KC.
A.18; 0,013
B.15; 0,02
C.16; 0,013
D.18; 0,015
nh hng t duy gii
3
ỡnD = n NH3 = 3
( )2
ù
4
Ta cú: ớ n1
= 0,013
p1 24 đ y = 18 đ K c =
6+ y
3
=
=
=
4,5 ổ 18 - 4,5 ử
ùn
.ỗ
ữ
ợ 2 6 + y - 3 p 2 21
4 ố 4 ứ
Cõu 6: t chỏy hon ton 1 hidrocacbon A th khớ bng oxi trong bỡnh kớn .
Nu gi nguyờn nng ca A v tng nng ca oxi lờn gp ụi thỡ tc phn
ng chỏy tng gp 32 ln. Tỡm s cụng thc phõn t cú th cú ca A.
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
nh hng t duy gii
ỡV = [ A ].[ C - H ]k đ 2k = 32 đ k = 5
ỡC3 H 8
ù
đ 4x + y = 20 đ ớ
ớ
y
ợC 4 H 4
ùC x H y + 5O 2 đ xCO 2 + H 2 O
2
ợ
Cõu 7: Cho phn ng RCOOH + ROH RCOOR + H2O cú KC = 2,25. Nu
ban u CM ca axit v ancol u l 1M thi khi phn ng t cõn bng cú bao
nhiờu phn trm ancol ó b este húa ?
A. 75%.
B. 50%.
C. 60%.
D. 65%.
nh hng t duy gii
kc =
[ RCOOR ']CB [ H2O]CB
[ RCOOH ]CB [ R 'OH ]CB
=
x = 0,6
x.x
= 2,25 đ
(1 - x)(1 - x)
x = 3 (loai)
Cõu 8: Cho 1,0 mol axit axetic tỏc dng vi 1,0 mol ancol isopropylic thỡ cõn bng t
c khi cú 0,6 mol isopropyl axetat c to thnh. Lỳc ú ngi ta cho thờm 2,0
mol axit axetic vo hn hp phn ng, cõn bng b phỏ v v chuyn n trng thỏi
cõn bng mi. S mol ca isopropyl axetat trng thỏi cõn bng mi l
A. 1,25 mol.
B. 0,25 mol.
C. 0,85 mol.
D. 0,50 mol.
Định hướng tư duy giải
x = 0,85
0,6.0,6 9
x2
Kc =
= =
®
x = 6,3(loai)
0,4.0,4 4 (1 - x )( 3 - x )
Câu 9: Khi cho axit axetic tác dụng với ancol etylic, ở t0C hằng số cân bằng KC
của phản ứng có giá trị là 4. Este hóa 1 mol axit axetic với x mol ancol etylic, khi
phản ứng đạt tới trạng thái cân bằng ở t0C thì thu được 0,9 mol este. Giá trị của x
là:
A. 0,345 mol
B. 1,925 mol
C. 2,925 mol
D. 2,255 mol
Định hướng tư duy giải
axit + ancol ® este + H 2O
® kc = 4 =
[ este][ H2O] =
0,9.0,9
® x = 2,925
[axit ][ancol] (1 - 0,9)(x - 0,9)
Câu 10: Cho chất xúc tác MnO2 vào 100 ml dung dịch H2O2, sau 60 giây thu được
1
3,36 ml khí O2 (ở đktc). Biết phương trình phản ứng là H 2 O 2 ® H 2 O + O 2 . Tốc
2
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)
-3
C. 1,0.10 mol/(l.s)
D. 5,0.10-5 mol/(l.s)
Trích đề thi khối B – 2009
Định hướng tư duy giải
Ta có: 2H2O2 → 2H2O + O2
Ta có: n O2 = 0,0015(mol) ® D¯n H O = 0,003(mol)
2 2
®v=
C1 - C2 n1 - n 2 0,003
=
=
= 5.10-4
t
V.t
0,1.60