Với giải Luyện tập 2 trang 9 Hóa học lớp 11 Cánh diều chi tiết trong Bài 1: Mở đầu về cân bằng hoá học giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập Hóa học 11. Mời các bạn đón xem:

Giải bài tập Hóa học lớp 11 Bài 1: Mở đầu về cân bằng hoá học

Luyện tập 2 trang 9 Hoá học 11: Trong công nghiệp, halogen được sản xuất từ phản ứng:

CH₄(g) + H₂O(g) ⇌ 3H₂(g) + CO(g)

a) Tính hằng số cân bằng K_C của phản ứng trên ở 760 ^oC.

Biết ở nhiệt độ này, tất cả các chất đều ở thể khí và nồng độ mol của CH₄, H₂O, H₂ và CO ở trạng thái cân bằng lần lượt là 0,126 M; 0,242 M; 1,150 M và 0,126 M.

b*) Ở 760 ^oC, giả sử ban đầu chỉ có CH₄ và H₂O có nồng độ bằng nhau và bằng x M. Xác định x, biết nồng độ của H₂ ở trạng thái cân bằng là 0,6 M.

Lời giải:

a) Hằng số cân bằng K_C của phản ứng ở 760 ^oC là:

                                     $K_C=\frac{{\text{[}{H}_2\text{]}}_{}^3.\text{[}CO]}{\text{[}C{H}_4\text{]}.\text{[}{H}_{2}O]}=\frac{1,{15}_{}^3.0,126}{0,126.0,242}=6,285.$

b) Ta có:      CH₄(g) + H₂O(g)   ⇌      3H₂(g) + CO(g)

Ban đầu:      x                 x                  0                  0        M

Phản ứng:     0,2              0,2                0,6               0,2      M

Cân bằng: (x – 0,2)         (x – 0,2)        0,6               0,2     M

Do giá trị K_C chỉ phụ thuộc vào bản chất của các chất trong cân bằng và nhiệt độ. Nên:

$K_C=\frac{{\text{[}{H}_2\text{]}}_{}^3.\text{[}CO]}{\text{[}C{H}_4\text{]}.\text{[}{H}_{2}O]}=\frac{0,6_{}^3.0,2}{(x-0,2).(x-0,2)}=6,285$

⇒ 0,0432 = 6,285x² – 2,514x + 0,2514

⇒ 6,285x² – 2,514x + 0,2082 = 0

⇒ x = 0,283 (thoả mãn); x = 0,12 (loại do 0,12 < 0,2).

Lý thuyết Biểu thức hằng số cân bằng và ý nghĩa

1. Biểu thức hằng số cân bằng

- Xét phản ứng thuận nghịch tổng quát: aA + bB  cC + dD.

Ở trạng thái cân bằng, hằng số cân bằng (K_C) được xác định theo biểu thức:

$K_C=\frac{{[C]}^C.{[D]}^D}{{[A]}^A.{[B]}^B}$

Trong đó:

+ [A], [B], [C], [D] là nồng độ mol của các chất A, B, C, D ở trạng thái cân bằng.

+ a, b, c, d là hệ số tỉ lượng của các chất trong phương trình hóa học của phản ứng.

- Ví dụ: Xét phản ứng: C(s) + CO₂(g)  2CO(g)

$K_C=\frac{{[CO]}^2}{[C].[C{O}_2]}$

2. Ý nghĩa của biểu thức hằng số cân bằng

- Hằng số cân bằng K_C phụ thuộc vào bản chất của phản ứng và nhiệt độ.

- K_C càng lớn thì phản ứng thuận càng chiếm ưu thế và ngược lại.