Biểu thức tính hằng số cân bằng Kc của phản ứng C2H2 + H2O → CH3CHO

Với phản ứng thuận nghịch C2H2(g) + H2O(g) ⇌ CH3CHO(g), biểu thức hằng số cân bằng là KC = [CH3CHO] / ([C2H2]·[H2O]). Tích nồng độ sản phẩm nằm ở tử số, tích nồng độ chất phản ứng nằm ở mẫu số, mỗi nồng độ mũ bằng hệ số tỉ lượng (ở đây đều bằng 1).

Biểu thức hằng số cân bằng Kc của C2H2 + H2O → CH3CHO

Trả lời nhanh

Với phản ứng thuận nghịch C₂H₂(g) + H₂O(g) ⇌ CH₃CHO(g), biểu thức hằng số cân bằng là K_C = [CH₃CHO] / ([C₂H₂]·[H₂O]). Tích nồng độ sản phẩm nằm ở tử số, tích nồng độ chất phản ứng nằm ở mẫu số, mỗi nồng độ mũ bằng hệ số tỉ lượng (ở đây đều bằng 1).

Đề bài và hướng hiểu đúng

Đề hỏi: cho phương trình nhiệt hoá học của phản ứng giữa C₂H₂ và H₂O tạo CH₃CHO, hãy chọn biểu thức tính hằng số cân bằng K_C. Đề thường cho kèm trạng thái các chất và giá trị ΔH. Hai thông tin này không làm thay đổi hình thức của biểu thức K_C: ΔH chỉ ảnh hưởng đến giá trị K_C khi nhiệt độ thay đổi, còn trạng thái chất mới quyết định chất nào có mặt trong biểu thức.

Cách viết Kc cho phản ứng này

Phản ứng tổng quát aA + bB ⇌ cC + dD (các chất tan hoặc khí) có:

K_C = [C]^c·[D]^d / ([A]^a·[B]^b)

Áp dụng: các hệ số đều bằng 1 nên

Sản phẩm (tử số): [CH₃CHO]¹
Chất phản ứng (mẫu số): [C₂H₂]¹·[H₂O]¹

K_C = [CH₃CHO] / ([C₂H₂]·[H₂O])

Vì sao H₂O có thể không có mặt trong biểu thức?

Nếu đề ghi H₂O ở thể lỏng (l) và là dung môi có lượng rất lớn, nồng độ của nó coi như không đổi nên được gộp vào hằng số. Khi đó K_C = [CH₃CHO]/[C₂H₂]. Trong chương trình phổ thông, quy tắc nhớ là:

Chất khí và chất tan: viết vào biểu thức.
Chất rắn tinh khiết và chất lỏng tinh khiết (nước làm dung môi): không viết.

Vì vậy hãy nhìn kí hiệu trạng thái trong đề. Nếu đề ghi (g) cho cả ba chất, đáp án có cả [H₂O] ở mẫu. Đề không ghi trạng thái thì thường mặc định các chất cùng pha khí như trên.

Các lỗi sai thường gặp

Đảo tử và mẫu: viết [C₂H₂][H₂O]/[CH₃CHO]. Đó là K_C của phản ứng nghịch, bằng 1/K_C.
Viết tổng thay vì tích: không có phép cộng nồng độ trong biểu thức K_C.
Quên số mũ: số mũ là hệ số cân bằng trong phương trình; phản ứng này hệ số đều là 1 nên không có số mũ khác.
Gắn ΔH vào công thức: ΔH không xuất hiện trong biểu thức K_C.

Ví dụ tính K_C (số liệu tự đặt)

Giả sử ở một nhiệt độ xác định, khi cân bằng: [C₂H₂] = 0,02 M; [H₂O] = 0,05 M; [CH₃CHO] = 0,1 M (các chất đều ở thể khí).

K_C = 0,1 / (0,02 × 0,05) = 0,1 / 0,001 = 100.

Nếu coi H₂O là chất lỏng dung môi thì K_C = 0,1 / 0,02 = 5. Ví dụ này cho thấy trạng thái chất ảnh hưởng đến cả giá trị lẫn công thức.

Bài luyện tập

Viết K_C của phản ứng N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g).
Đáp án: K_C = [NH₃]² / ([N₂]·[H₂]³).
Viết K_C của phản ứng CaCO₃(s) ⇌ CaO(s) + CO₂(g).
Đáp án: K_C = [CO₂], vì hai chất rắn không viết vào biểu thức.
Viết K_C của phản ứng Fe₃O₄(s) + 4H₂(g) ⇌ 3Fe(s) + 4H₂O(g).
Đáp án: K_C = [H₂O]⁴ / [H₂]⁴.

Mẹo nhớ nhanh

“Sản phẩm trên, chất đầu dưới, hệ số làm số mũ, rắn – lỏng nguyên chất thì bỏ.” Đọc kỹ ba bước này là làm đúng mọi câu hỏi về biểu thức K_C.

Câu hỏi thường gặp

Biểu thức Kc của phản ứng C2H2 + H2O ⇌ CH3CHO là gì?

Kc = [CH3CHO]/([C2H2]·[H2O]) khi các chất đều ở thể khí hoặc H2O được tính trong biểu thức.

Nhiệt của phản ứng (ΔH) có xuất hiện trong biểu thức Kc không?

Không. ΔH chỉ cho biết khi thay đổi nhiệt độ thì giá trị Kc tăng hay giảm, không có mặt trong công thức.

Khi nào không viết [H2O] vào biểu thức Kc?

Khi H2O là chất lỏng đóng vai trò dung môi với lượng rất lớn, nồng độ coi như không đổi nên được gộp vào hằng số.

Kc của phản ứng nghịch CH3CHO ⇌ C2H2 + H2O tính thế nào?

Kc(nghịch) = [C2H2]·[H2O]/[CH3CHO] = 1/Kc(thuận).