Giáo án powerpoint hóa học 11 kết nối tri thức

CHÀO MỪNG CÁC EM ĐẾN VỚI BÀI HỌC MỚI!

KHỞI ĐỘNG

Phản ứng hóa học là quá trình biến đổi các chất đầu thành sản phẩm.

Tuy nhiên, có nhiều phản ứng, các chất sản phẩm sinh ra lại có thể phản ứng với nhau tạo thành chất đầu.

Đối với những phản ứng thế này, làm thế nào để thu được nhiều sản phẩm hơn và làm tăng hiệu suất phản ứng ?

CHƯƠNG 1. CÂN BẰNG HÓA HỌC

BÀI 1: KHÁI NIỆM VỀ CÂN BẰNG HÓA HỌC

NỘI DUNG BÀI HỌC

1. PHẢN ỨNG MỘT CHIỀU VÀ PHẢN ỨNG THUẬN NGHỊCH
2. Phản ứng một chiều

Hình ảnh phản ứng đốt cháy khí methane hoặc đốt cháy than.

Đặc điểm của phản ứng (1):

Các chất sản phẩm không phản ứng được với nhau để tạo thành các chất đầu.

Phản ứng một chiều

Ghi nhớ

Phản ứng một chiều là phản ứng chỉ xảy ra một chiều từ chất phản ứng tạo thành chất sản phẩm.

Các chất sản phẩm không phản ứng lại được với nhau tạo thành chất đầu.

Ghi nhớ

PTHH của phản ứng một chiều được biểu diễn bằng mũi tên chỉ 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?

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

2. Phản ứng thuận nghịch

Xét 2 thí nghiệm cùng thực hiện ở 445^oC, trong bình kín dung tích 10 lít.

Thí nghiệm 1

Thí nghiệm 2

Hoạt động mục I.2 SGK trang 6 – 7:

2. a) Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra trong thí nghiệm 1 và thí nghiệm 2.
3. b) Trong cả hai thí nghiệm trên, dù thời gian phản ứng kéo dài bao lâu thì các chất đầu đều còn lại sau phản ứng. Giải thích.
4. a) PTHH:

• Thí nghiệm 1: H₂(g) + I₂(g)  2HI(g)
• Thí nghiệm 2: 2HI(g) H₂(g) + I₂(g)

b)

• Ở thí nghiệm 1: khí H₂ tác dụng với I₂ tạo thành HI, đồng thời lại xảy ra phản ứng HI phân hủy tạo thành I₂ và H₂ nên dù thời gian phản ứng kéo dài bao lâu thì sau phản ứng các chất đầu H₂, I₂ vẫn còn.
• Ở thí nghiệm 2 : khí HI phân hủy tạo thành H₂ và I₂, đồng thời lại xảy ra phản ứng khi H₂ và I₂ tạo thành HI nên dù thời gian phản ứng kéo dài bao lâu thì sau phản ứng chất đầu HI vẫn còn.

KẾT LUẬN

• Phản ứng thuận nghịch là phản ứng xảy ra theo hai chiều ngược nhau trong cùng điều kiện.
• PTHH của phản ứng hai chiều được biểu diễn bằng hai nửa mũi tên ngược chiều nhau . Chiều từ trái sang phải là chiều phản ứng thuận, chiều từ phải sang trái là chiều phản ứng nghịch.
• Ví dụ: 3O₂ 2O₃

Trả lời CH1, CH2 mục I.2 SGK trang 7 - 8:

1. Quá trình hình thành hang động, thạch nhũ là một ví dụ điển hình về phản ứng thuận nghịch trong tự nhiên.

Nước có chứa CO₂ chảy qua đá vôi, bào mòn đá tạo thành Ca(HCO₃)₂ (phản ứng thuận) góp phần hình thành các hang động. Hợp chất Ca(HCO₃)₂ trong nước lại bị phân hủy tạo ra CO₂ và CaCO₃ (phản ứng nghịch), hình thành các thạch nhũ, măng đá, cột đá.

Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra trong hai quá trình trên.

CaCO₃(s) + H₂O(l) + CO₂(aq)  Ca(HCO₃)₂(aq)

Trả lời CH1, CH2 mục I.2 SGK trang 7 - 8:

2. Phản ứng xảy ra khi cho khí Cl₂ tác dụng với nước là một phản ứng thuận nghịch. Viết phương trình hóa học của phản ứng, xác định phản ứng thuận, phản ứng nghịch.

• PTHH của phản ứng: Cl₂ + H₂O HCl + HClO
• Phản ứng thuận: Cl₂ + H₂O HCl + HClO
• Phản ứng nghịch: HCl + HClO Cl₂ + H₂O

TỔNG KẾT

CÂN BẰNG HÓA HỌC

1. Trạng thái cân bằng

Tìm hiểu về trạng thái cân bằng hóa học thông qua phản ứng:

H₂(g) + I₂(g)  2HI (g)

Thảo luận nhóm

1. a) Vẽ đồ thị biểu diễn sự thay đổi số mol các chất theo thời gian.
2. b) Từ đồ thị, nhận xét sự thay đổi số mol của các chất theo thời gian.
3. c) Viết biểu thức định luật tác dụng khối lượng với phản ứng thuận và phản ứng nghịch, từ đó dự đoán sự thay đổi tốc độ của mỗi phản ứng theo thời gian (biết các phản ứng này đều là phản ứng đơn giản).
4. d) Bắt đầu từ thời điểm nào thì số mol các chất trong hệ phản ứng thay đổi nữa?

Trả lời

• Theo thời gian, số mol H₂ và I₂ giảm dần và từ thời điểm t₄, số mol của H₂ và I₂ không thay đổi nữa.
• Theo thời gian, số mol HI tăng dần và từ thời điểm t₄, số mol HI cũng không thay đổi nữa.

Biểu thức định luật tác dụng khối lượng đối với phản ứng thuận: v_t = k_t[H₂].[I₂]

Biểu thức định luật tác dụng khối lượng đối với phản ứng nghịch: v_n = k_n[HI]²

Từ hai biểu thức cho thấy:

• Theo thời gian, số mol H₂, I₂ giảm dần nên [H₂] và [I₂] giảm, tốc độ phản ứng thuận giảm.
• Theo thời gian, số mol HI tăng dần nên [HI] tăng dần, tốc độ phản ứng nghịch tăng.

Từ thời điểm t₄ thì số mol các chất trong hệ phản ứng không thay đổi.

Trong thí nghiệm trên, lúc đầu phản ứng thuận có tốc độ lớn hơn phản ứng nghịch và ưu tiên tạo ra hydrogen iodine. 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, iodine, hydrogen iodine không thay đổi nữa. Đây là thời điểm phản ứng thuận nghịch đạt tới trạng thái cân bằng.

Nêu khái niệm và đặc điểm  trạng thái cân bằng của phản ứng thuận nghịch.

Đặc điểm:

• Cân bằng hóa học là một cân bằng động
• Các chất tham gia phản ứng/sản phẩm liên tục phản ứng với nhau để tạo thành sản phẩm/chất đầu nhưng với tốc độ bằng nhau.

Ở trạng thái cân bằng, nồng độ các chất không đổi.

2. Hằng số cân bằng

Thảo luận nhóm

Thiết lập biểu thức hằng số cân bằng của phản ứng:

H₂(g) + I₂(g)  2HI(g)

• Thí nghiệm 1: K_C = 64,00.
• Thí nghiệm 2: K_C = 63, 99;
• Thí nghiệm 3: K_C = 64,08

Nhận xét: giá trị biểu thức K_C =  thay đổi không đáng kể mặc dù nồng độ ban đầu và nồng độ các chất tại thời điểm cân bằng khác nhau.

1. a) Biểu thức của hằng số cân bằng

Phản ứng thuận nghịch tổng quát:

Ở trạng thái cân bằng

Hằng số cân bằng (KC) của phản ứng được xác định theo biểu thức:

Trong đó:

• [A], [B], [C], [D]: nồng độ mol của các chất A, B, C, D ở trạng thái cân bằng
• a, b, c, d: hệ số tỉ lượng của các chất trong phương trình hóa học của phản ứng.

Lưu ý

Hằng số cân bằng K_C của một phản ứng thuận nghịch, chỉ phụ thuộc nhiệt độ và bản chất của phản ứng, không phụ thuộc nồng độ ban đầu của các chất.

Nồng độ của chất rắn được coi bằng 1 và không có mặt trong biểu thức tính hằng số cân bằng.

Hãy lấy ví dụ về phản ứng thuận nghịch có mặt của chất rắn và viết biểu thức hằng số cân bằng của phản ứng: