Giáo án điện tử Hoá học 11 chân trời Bài 1: Khái niệm về cân bằng hoá học

CHÀO MỪNG CÁC EM ĐẾN VỚI BÀI HỌC MỚI

KHỞI ĐỘNG

• Trong các phản ứng hóa học, có một loại phản ứng trong đó các chất sản phẩm có khả năng phản ứng để tạo thành các chất đầu ® Phản ứng xảy ra không hoàn toàn và thường có hiệu suất không cao.
• Phản ứng tổng hợp ammonia từ nitrogen và hydrogen thuộc loại phản ứng này.

Các phản ứng này được gọi là phản ứng gì?

Để tăng hiệu suất, cần điều chỉnh những điều kiện phản ứng như nhiệt độ, áp suất, nồng độ,… như thế nào?

CHƯƠNG I. CÂN BẰNG HOÁ HỌC

BÀI 1. KHÁI NIỆM VỀ CÂN BẰNG HOÁ HỌC

NỘI DUNG BÀI HỌC

Phản ứng một chiều, phản ứng thuận nghịch và cân bằng hoá học

Hằng số cân bằng của phản ứng thuận nghịch

Sự chuyển dịch cân bằng hoá học

Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hoá học

1. PHẢN ỨNG MỘT CHIỀU, PHẢN ỨNG THUẬN NGHỊCH VÀ CÂN BẰNG HOÁ HỌC

• Phản ứng điều chế khí oxygen trong phòng thí nghiệm bằng cách đun nóng tinh thể KMnO₄ (thuốc tím) tạo thành K₂MnO₄, MnO₂, O₂ có phương trình hóa học như sau:

2KMnO₄  K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂      (1)

Câu hỏi thảo luận: Dựa vào phương trình hóa học của phản ứng điều chế khí oxygen từ KMnO₄, em hãy cho biết phản ứng có xảy ra theo chiều ngược lại không?

Nhận xét: Phản ứng không xảy ra theo chiều ngược lại

Đặc điểm: Các chất sản phẩm (K₂MnO₄,  MnO₂ và O₂) không phản ứng được với nhau để tạo thành các chất đầu (KMnO₄)

• Phản ứng một chiều

Nhận xét

• Khái niệm: Phản ứng một chiều là phản ứng chỉ xảy ra theo chiều từ chất tham gia tạo thành sản phẩm mà sản phẩm không thể tác dụng lại với nhau để tạo thành chất ban đầu.
• Kí hiệu chiều phản ứng:

Ví dụ : NaOH + HCl  NaCl + H₂O

Vậy có phản ứng nào mà các chất sản phẩm lại phản ứng được với nhau để tạo thành chất đầu không ?

Phản ứng thuận nghịch

THẢO LUẬN NHÓM: Quan sát phản ứng sau và trả lời câu hỏi câu hỏi 2 (SGK tr.6)

Cl₂(g) + H₂O(l)  HCl(aq) + HClO(aq)         (2)

Phản ứng Cl₂ tác dụng với H₂O có đặc điểm gì khác với phản ứng nhiệt phân thuốc tím?

> Phản ứng trên xảy ra theo hai chiều, các chất sản phẩm tác dụng được với nhau tạo lại Cl₂ và H₂O

> Phản ứng thuận nghịch

Phản ứng thuận:

Cl₂ + H₂O  HCl + HClO

Phản ứng nghịch:

HCl + HClO  Cl₂ + H₂O

• Khái niệm: Phản ứng thuận nghịch là phản ứng xảy ra theo hai chiều ngược nhau trong cùng điều xác định.
• Kí hiệu chiều phản ứng: . Chiều từ trái sang phải là chiều thuận, chiều từ phải sang trái là chiều nghịch.

Ví dụ: 3O₂  2O₃

THẢO LUẬN NHÓM: Nghiên cứu trạng thái cân bằng hóa học thông qua phản ứng và trả lời câu hỏi 3, 4 (SGK tr.6)

N₂(g) + 3H₂(g)  2NH₃(g)

Câu hỏi 3 (SGK tr.6). Quan sát Hình 1.1, nhận xét sự biến thiên nồng độ của các chất trong hệ phản ứng theo thời gian (với điều kiện nhiệt độ không đổi).

Trạng thái cân bằng

Câu hỏi 4 (SGK tr.6). Quan sát Hình 1.2, nhận xét về tốc độ của phản ứng thuận và tốc độ của phản ứng nghịch theo thời gian trong điều kiện nhiệt độ không đổi. Nồng độ các chất trong phản ứng thay đổi như thế?

Câu hỏi 3.

Theo thời gian: số mol N₂, H₂ giảm dần và đến một thời điểm ® Không thay đổi nữa

Theo thời gian: số mol NH₃ tăng dần và đến cùng một thời điểm ® Không thay đổi nữa

Câu hỏi 4.

• Biểu thức định luật tác dụng khối lượng đối với phản ứng thuận:

v_t = k_t N₂. H₂³

• Biểu thức định luật tác dụng khối lượng đối với phản ứng nghịch:

v_n = k_n NH₃²

Theo thời gian, số mol N₂, H₂ giảm dần

[N₂] và [H₂] giảm dần

Tốc độ phản ứng thuận giảm

Theo thời gian, số mol NH₃ tăng dần

[NH₃] tăng dần

Tốc độ phản ứng nghịch tăng

Nhận xét

• Trong thí nghiệm:
  • Lúc đầu: Phản ứng thuận có tốc độ lớn hơn phản ứng nghịch, ưu tiên tạo ra ammonia.
  • Theo thời gian: Tốc độ phản ứng thuận giảm dần, tốc độ phản ứng nghịch tăng dần đến khi tốc độ hai phản ứng bằng nhau.
• Tại thời điểm này: Số mol của các chất hydrogen, nitrogen, ammonia không thay đổi nữa.
• Thời điểm phản ứng thuận nghịch đạt tới trạng thái cân bằng.

Trạng thái cân bằng