Phương pháp Tính nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng: Hướng dẫn chi tiết và ví dụ minh họa

Bài viết này sẽ giới thiệu với bạn phương pháp Tính nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng và cung cấp những ví dụ minh họa chi tiết để bạn có thể ôn tập và làm bài tập dễ dàng hơn.

Phương pháp Tính nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng cực hay

Phương pháp giải

Đầu tiên, chúng ta sẽ xét phản ứng đồng thể đơn giản tổng quát:

aA + bB ↔ cC + dD

Khi hệ đạt trạng thái cân bằng, vận tốc thuận bằng vận tốc nghịch:

vthuận = vnghịch

Hằng số cân bằng có thể biểu diễn theo nồng độ (đối với dung dịch) hoặc áp suất riêng phần (đối với chất khí) của các chất tại thời điểm cân bằng.

Trên cơ sở bình kín, ta có:

mt = ms

Với bình kín và nhiệt độ không đổi, ta có:

Nồng độ các chất và áp suất các chất tại thời điểm cân bằng

Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cho phương trình phản ứng: 2A(k) + B (k) ↔ 2X (k) + 2Y(k). Người ta trộn 4 chất, mỗi chất 1 mol vào bình kín dung tích 2 lít (không đổi). Khi cân bằng, lượng chất X là 1,6 mol. Nồng độ B ở trạng thái cân bằng lần lượt là:

A. 0,7M B. 0,8M C. 0,35M D. 0,5M

Lời giải: Ban đầu có sẵn 1 mol X nên số mol X được tạo ra là 1,6 - 1 = 0,6 mol. Ta có phương trình phản ứng:

2A(k) + B(k) ↔ 2X(k) + 2Y(k)

Gọi [B] là nồng độ của B. Áp dụng công thức cân bằng, ta có:

[B] = 0,7 / 3 = 0,35M

Vậy đáp án là C

Ví dụ 2: Trong bình kín dung tích 1 lít, người ta cho vào 5,6 gam khí CO và 5,4 gam hơi nước. Phản ứng xảy ra là: CO + H2O → CO2 + H2. Ở 850oC, hằng số cân bằng của phản ứng trên là 1. Nồng độ mol của CO và H2O khi đạt đến cân bằng lần lượt là:

A. 0,2 M và 0,3 M B. 0,08 M và 0,2 M C. 0,12 M và 0,12 M D. 0,08 M và 0,18 M

Lời giải: Ban đầu: [CO] = 0,2M; [H2O] = 0,3M. Gọi [CO]pư = x mol. Áp dụng công thức, ta có:

[CO] = 0,08M; [CO2] = 0,18M

Vậy đáp án là D

Ví dụ 3: Một bình kín chứa NH3 ở 0oC và 1 atm với nồng độ 1 mol/l. Nung bình kín đó đến 546oC và NH3 bị phân huỷ theo phản ứng: 2NH3(k) → N2(k) + 3H2(k). Khi phản ứng đạt tới cân bằng áp suất khí trong bình là 3,3 atm, thể tích bình không đổi. Hằng số cân bằng của phản ứng phân huỷ NH3 ở 546oC là:

A. 1,08.10-4 B. 2,08.10-4 C. 2,04.10-3 D. 1,04.10-4

Lời giải: Gọi nồng độ NH3 phản ứng là 2x. Áp dụng công thức, ta có:

x = 0,12 ⇒ [NH3] = 0,08M; [N2] = 0,18M

Vậy đáp án là B

Ví dụ 4: Cho cân bằng: N2O4 → 2NO2. Cho 18,4 gam N2O4 vào bình chân không dung tích 5,9 lít ở 27oC, khi đạt đến trạng thái cân bằng, áp suất là 1 atm. Hằng số cân bằng KC ở nhiệt độ này là:

A. 0,040 B. 0,007 C. 0,00678 D. 0,008

Lời giải: Gọi nN2O4 pư = x mol. Áp dụng công thức, ta có:

x = 0,04 mol ⇒ [NO2] = 0,01733M; [N2O4] = 8/295

Vậy đáp án là B

Ví dụ 5: Trong một bình kín chứa 10 lít nitơ và 10 lít hiđro ở nhiệt độ 0oC và 10 atm. Sau phản ứng tổng hợp NH3, lại đưa bình về 0oC. Biết rằng có 60% hiđro tham gia phản ứng, áp suất trong bình sau phản ứng là:

A. 10 atm B. 8 atm C. 9 atm D. 8,5 atm

Lời giải: Gọi [NH3] là nồng độ NH3 sau phản ứng. Áp dụng công thức, ta có:

Psau = 10 : 5/4 = 8 atm

Vậy đáp án là B

Bài tập tự luyện

Câu 1: Hỗn hợp X gồm SO2 và O2 được trộn theo tỉ lệ mol 1 : 4. Nung hỗn hợp X với V2O5 một thời gian thu được hỗn hợp Y. Thành phần phần trăm thể tích SO3 trong hỗn hợp Y là 400%9. Hiệu suất tổng hợp SO3 là:

A. 12,5% B. 25% C. 55% D. 50%

Câu 2: Khi thực hiện phản ứng ester hoá 1 mol CH3COOH và 1 mol C2H5OH, lượng ester lớn nhất thu được là 2/3 mol. Để đạt hiệu suất cực đại là 80% (tính theo acid) khi tiến hành ester hoá 1 mol CH3COOH cần số mol C2H5OH là:

A. 0,4 B. 0,8 C. 1,6 D. 3,2

Câu 3: Cho cân bằng sau: CH3COOH + C2H5OH ⇌ CH3COOC2H5 + H2O. Khi cho 1 mol acid tác dụng với 1,6 mol alcohol, khi hệ đạt đến trạng thái cân bằng thì hiệu suất của phản ứng là:

A. 50% B. 66,67% C. 33,33% D. 80%

Câu 4: Cho phản ứng sau: H2O(g) + CO(g) ⇌ H2(g) + CO2(g). Ở 700°C, hằng số cân bằng là Kc = 1,873. Biết rằng hỗn hợp đầu gồm 0,300 mol H2O và 0,300 mol CO trong bình 10 lít ở 700°C. Nồng độ của H2O và CO ở trạng thái cân bằng lần lượt là:

A. 0,01267M B. 0,01733M C. 0,1267M D. 0,1733M

Câu 5: Một bình kín chứa khí NH3 ở 0°C và 1 atm với nồng độ 1M. Nung bình kín đó đến 546°C, NH3 bị phân hủy theo phản ứng: 2NH3(g) ⇌ N2(g) + 3H2(g). Khi phản ứng đạt tới trạng thái cân bằng, áp suất trong bình là 3,3 atm. Thể tích bình không đổi. Giá trị hằng số cân bằng của phản ứng tại 546°C là:

A. 4807 B. 120 C. 8,33.10−3 D. 2,08.10−4

Câu 6: Một bình kín dung tích không đổi chứa hỗn hợp khí N2 và H2 với nồng độ tương ứng là 0,4M và 0,6M. Sau khi phản ứng tổng hợp NH3 đạt trạng thái cân bằng ở t°C, H2 chiếm 25% thể tích hỗn hợp thu được. Hằng số cân bằng Kc ở t°C của phản ứng có giá trị là:

A. 51,7 B. 3,125 C. 2,500 D. 6,09

Câu 7: Xét cân bằng: N2O4(g) ⇌ 2NO2(g) ở 25°C. Khi chuyển dịch sang một trạng thái cân bằng mới nếu nồng độ của N2O4 tăng lên 9 lần thì nồng độ của NO2:

A. tăng 9 lần B. giảm 3 lần C. tăng 4,5 lần D. tăng 3 lần

Câu 8: Khi thực hiện phản ứng ester hoá 1 mol CH3COOH và 1 mol C2H5OH, lượng ester lớn nhất thu được là 2/3 mol. Để đạt hiệu suất cực đại là 90% (tính theo acid) khi tiến hành ester hoá 1 mol CH3COOH cần số mol C2H5OH là:

A. 0,342 B. 2,925 C. 2,412 D. 0,456

Câu 9: Cho 6 mol N2 và y mol H2 vào bình kín dung tích 4 lít. Khi đạt trạng thái cân bằng N2 tham gia phản ứng là 25%. Đưa bình về nhiệt độ ban đầu thấy áp suất P2 = 21/24 P1. Tìm y và tính Kc.

A. 18; 0,013 B. 15; 0,02 C. 16; 0,013 D. 18; 0,015

Câu 10: Xét 2 cân bằng hóa học sau: (1) H2(g) + I2(g) ⇌ 2HI(g) (2) HI(g) → 12H2(g) + 12I2(g)

Ở nhiệt độ xác định nếu KC của cân bằng (1) bằng 64 thì KC của cân bằng (2) là:

A. 4 B. 0,5 C. 0,25 D. 0,125

Đừng quên luyện tập thường xuyên để nắm vững phương pháp này và trở thành bậc thầy trong việc tính toán nồng độ các chất trong trạng thái cân bằng!

Săn SALE shopee Tết:

• Đồ dùng học tập giá rẻ
• Sữa dưỡng thể Vaseline chỉ hơn 40k/chai
• Tsubaki 199k/3 chai
• L'Oreal mua 1 tặng 3