BẰNG HÓA HỌC (THEMES BASED LEARNING) HỆ THỐNG BÀI TẬP 4 MỨC ĐỘ - GIÁO ÁN DẠY HỌC
WORD VERSION | 2022 EDITION
NOW / CHUYỂN GIAO QUA EMAIL TAILIEUCHUANTHAMKHAO@GMAIL COM
BẰNG HÓA HỌC (THEMES BASED LEARNING) HỆ THỐNG BÀI TẬP 4 MỨC ĐỘ - GIÁO ÁN DẠY HỌC
WORD VERSION | 2022 EDITION
NOW / CHUYỂN GIAO QUA EMAIL TAILIEUCHUANTHAMKHAO@GMAIL COM
Theo chủ trương đổi mới giáo dục hiện nay, dạy học theo chủ đề (themes based learning) là mô hình dạy học đang được quan tâm đặc biệt. Hình thức dạy học này giúp học sinh tìm được những khái niệm, tư tưởng, đơn vị kiến thức, nội dung bài học, chủ đề,… dựa trên cơ sở các mối liên hệ về lí luận và thực tiễn. Dạy học theo chủ đề còn là sự kết hợp giữa mô hình dạy học truyền thống và hiện đại, ở đó giáo viên không chỉ dạy học bằng cách truyền thụ (xây dựng) kiến thức mà chủ yếu hướng dẫn học sinh tự lực tìm kiếm thông tin, sử dụng kiến thức vào giải quyết các nhiệm vụ có ý nghĩa thực tiễn. Mô hình lớp học này sẽ tập trung vào học sinh và nội dung tích hợp với những vấn đề, những thực hành gắn liền với thực tiễn.
Hóa học là một trong những môn học thuộc nhóm môn khoa học tự nhiên có vai trò quan trọng trong việc thực hiện mục tiêu giáo dục, trong đó có phát triển những năng lực cần thiết cho học sinh, giúp học sinh có khả năng làm việc độc lập, chủ động, sáng tạo trong thực tiễn. Đó chính là cơ sở để giáo viên có thể tổ chức các hoạt động dạy học phù hợp nhằm phát triển những năng lực cho học sinh trung học phổ thông hiện nay.
Trong chương trình Hóa học ở các trường Trung học phổ thông (THPT), kiến thức chủ đề “Cân bằng hóa học” có nội dung thiết thực, gẫn gũi với thực tế và
được ứng dụng nhiều trong đời sống cũng như trong sản xuất. Là chủ đề kiến thức cơ sở về mặt nhiệt, động học của phản ứng, xác định hằng số cân bằng K sẽ giúp cho học sinh hiểu được bản chất của phần lớn các phản ứng hóa học là phản ứng thuận nghịch và từ đó có thể vận dụng các quy luật của hóa học để làm cho phản ứng xảy ra theo chiều mong muốn với hiệu suất cao nhất. Nhưng bên cạnh đó các nội dung khái niệm, định nghĩa trong chủ để cũng rất khó hiểu, trừu tượng đối với học sinh. Đóng vai trò là một kiến thức mới mẻ nhưng mang ý nghĩa lớn trong thực tiễn, vì vậy việc thiết kế tài liệu hỗ trợ dạy học chủ đề “Cân bằng hóa học” mang tính cấp thiết, cần được quan tâm nghiên cứu.
Từ các lý do trên, chúng tôi chọn đề tài “Xây dựng tài liệu hỗ trợ dạy học chủ
đề Cân bằng hóa học” làm đề tài tiểu luận của mình.
PHẦN 1. NỘI DUNG HỌC LIỆU................................................................................4
1. Phản ứng thuận nghịch, phản ứng một chiều...................................................5
a. Phản ứng một chiều............................................................................................5
b. Phản ứng thuận nghịch.......................................................................................6
2. Cân bằng hóa học.................................................................................................7
3. Hằng số cân bằng Kc............................................................................................9
4. Sự chuyển dịch cân bằng hoá học và các yếu tố ảnh hưởng. Nguyên lý chuyển dịch cân bằng lơ sa-tơ-li-ê ......................................11
a. Ảnh hưởng của nồng độ...................................................................................12
b. Ảnh hưởng của áp suất.....................................................................................13
c. Ảnh hưởng của nhiệt độ.......................... ......15
d. Vai trò của chất xúc tác....................................................................................16
5. Ý nghĩa của tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học trong sản xuất hóa học.16
PHẦN 2. XÂY DỰNG CƠ SỞ HỌC LIỆU...............................................................18
1. Mã QR video thí nghiệm phản ứng một chiều................................................19
2. Mã QR video phản ứng thuận nghịch..............................................................19
3. Mã QR video định hướng phần cân bằng hóa học.........................................20
4. Mã QR video các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hoá học...........................20
5. Mã QR tài liệu tham khảo trong nước.............................................................21
6. Mã QR tài liệu tham khảo nước ngoài.............................................................23
PHẦN 3. HỆ THỐNG BÀI TẬP................................................................................26
PHẦN 4. GIÁO ÁN DẠY HỌC..................................................................................42
I. Mục tiêu ..............................................................................................................43
II. Thiết bị dạy học và học liệu ............................45
1. Giáo viên..........................................................................................................45
2. Học sinh ...........................................................................................................45
III.Tiến trình dạy học ............................................46
1. Mô tả tiến trình chung dạy học........................................................................46
2. Các hoạt động cụ thể........................................................................................52
IV. Phụ lục (Hồ sơ dạy học) ...................................94
Họcxongchủđềnày,họcsinhcóthể:
• Trìnhbàyđượckháiniệmphảnứngthuậnnghịchvàtrạngtháicân bằngcủamộtphảnứngthuậnnghịch.
• Viếtđượcbiểuthứchằngsốcânbằng(Kc)củamộtphảnứngthuận nghịch.
• Thực hiện được thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ tới chuyểndịchcânbằng:
(1)Phảnứng:2NO2 ⇌N2O4
(2)Phảnứngthuỷphânsodiumacetate
• VậndụngđượcnguyênlíchuyểndịchcânbằngLeChatelierđểgiải thíchảnhhưởngcủanhiệtđộ,nồngđộ,ápsuấtđếncânbằnghoáhọc.
a. Phản ứng một chiều
Xét phản ứng sau:
BaCl2 + Na2SO4 → BaSO4 + 2NaCl (1)
Khi cho dung dịch BaCl2 tác dụng với dung
dịch Na2SO4 thì phản ứng tạo thành kết tủa
BaSO4 có màu trắng và dung dịch NaCl.
Cũng trong điều kiện đó, BaSO4 và NaCl
không phản ứng được với nhau tạo dung dịch trong suốt ban đầu, nghĩa là phản ứng chỉ xảy
ra theo một chiều từ trái sang phải.
Phản ứng như thế gọi là phản ứng một chiều.
Hı̀nh1:Hiệntượngcủaphảnứng(1)
Trong phương trình hóa học của phản ứng một chiều, người ta dùng một mũi tên chỉ chiều phản ứng.
Hı̀nh2:Hı̀nhmô phỏngphảnứngmộtchiều
Xét phản ứng sau:
N2O4 (k) ⇌ 2NO2 (k) (2)
Ở điều kiện xác định, N2O4 chuyển hóa thành NO2, đồng thời NO2 cũng chuyển hóa ngược
lại tạo thành N2O4 ban đầu (phản ứng đime hóa), nghĩa là trong cùng điều kiện, phản ứng xảy ra theo hai chiều trái ngược nhau. Phản ứng như thế được gọi là phản ứng thuận nghịch.
Hình3:Hìnhmôphỏngphảnứng(2)
Trong phương trình hóa học của phản ứng thuận nghịch, người ta dùng hai mũi tên ngược chiều nhau.
Hình4:Hìnhmôphỏng phảnứngthuậnnghịch
Em hãy kể tên các hiện
tượng trong đời sống có
liên quan đến phản ứng
thuận nghịch, phản ứng mộtchiều.
Phản ứng thuận nghịch xảy ra theo cả hai chiều: các chất tham gia tương tác với nhau tạo ra sản phẩm (chiều thuận) đồng thời các chất sản phẩm cũng tương tác với nhau tạo ra chất tham gia (chiều nghịch) trong cùng một điều kiện. Lưu ý trong trường hợp khi tốc độ phản ứng nghịch rất nhỏ so với tốc độ phản ứng thuận (vN << vT )
thì có thể coi phản ứng xảy ra theo một chiều (phản ứng bất thuận nghịch).
• Phản ứng một chiều là phản ứng chỉ xảy ra một chiều từ trái sang phải. Trong phương trình hóa học của phản ứng một chiều, người ta dùng một mũi tên chỉ chiều phản ứng.
• Phản ứng thuận nghịch là những phản ứng xảy ra theo hai chiều trái ngược nhau trong cùng điều kiện. Trong phương trình hóa học của phản ứng thuận nghịch, người ta dùng hai mũi tên ngược chiều nhau.
Sự tạo thành thạch nhũ trong các hang động:
Trong các hang động như động Hương Tích (chùa Hương), động
Thiên Cung, hang Đầu Gỗ (Vịnh Hạ Long), động Phong Nha
(Quảng Bình) và các hang động ở nhiều địa phương khác có nhiều thạch nhũ với hình dáng khác nhau, trông lạ mắt và rất đẹp.
Đó chính là kết quả lâu dài của sự chuyển hóa lẫn nhau giữa 2 muối Ca(HCO3)2 và CaCO3. Thành phần chính của núi đá vôi là CaCO3, khi gặp nước mưa và khí CO2 trong không khí, CaCO3 chuyển hóa
thành Ca(HCO3)2 tan trong nước chảy qua khe đá vào trong hang động. Dần dần Ca(HCO3)2 chuyển hóa lại thành CaCO3 rắn, không
tan. Quá trình này xảy ra liên tục, lâu dài tạo thành thạch nhũ với những hình thù khác nhau.
Xét phản ứng thuận nghịch sau :
Cho H2 và I2 vào trong một bình kín ở nhiệt độ cao
và không đổi. Lúc đầu tốc độ phản ứng thuận (Vt)
lớn vì nồng độ H2 và I2 lớn, trong khi đó tốc độ
phản ứng nghịch (Vn) bằng không, vì nồng độ HI
bằng không. Trong quá trình diễn ra phản ứng, nồng độ HI và I2 giảm dần (từ 0.5M → 0.393M)
nên Vt giảm dần, còn Vn tăng dần vì nồng độ HI tăng dần. Đến một lúc nào đó Vt trở nên bằng Vn, khi đó nồng độ các chất trong phản ứng thuận nghịch trên đây được giữ nguyên, nếu nhiệt độ không biến đổi. Trạng thái này của phản ứng thuận nghịch được gọi là cân bằng hoá học.
Ở trạng thái cân bằng, không phải là phản ứng dừng lại, mà phản ứng thuận và phản ứng nghịch vẫn xảy ra nhưng với tốc
độ bằng nhau. Tức là trong một đơn vị thời gian, nồng độ các
chất phản ứng giảm đi bao nhiêu theo phản ứng thuận, thì nó
sẽ được thêm lại bấy nhiêu theo phản ứng nghịch. Do đó, có
thể gọi cân bằng hóa học là cân bằng động.
Vậy, cân bằng hóa học là trạng thái của phản ứng thuận nghịch
khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch.
Đặc điểm của phản ứng thuận nghịch là các chất phản ứng không chuyển hóa hoàn toàn thành các chất sản phẩm, nên trong hệ cân bằng luôn có mặt các chất phản ứng và sản phẩm.
Hình5:Biểuđồbiểudiễnsựbiếnthiên tốcđộphảnứngthuậnvàphảnứng nghíchtheothờigian
• Cân bằng hóa học là trạng thái của phản ứng thuận nghịch khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch.
• Cân bằng hóa học là một cân bằng động.
• Ở trạng thái cân bằng, trong hệ luôn luôn có mặt các chất phản ứng và các chất sản phẩm.
Bạn có biết?
NGỘ ĐỘC CARBON MONOXIDE LÀ GÌ?
Các tế bào hồng cầu vận chuyển oxy đến các mô để chúng có thể hoạt động. Khi thiếu oxy, các tế bào không thể thực hiện các trách nhiệm sinh hóa của chúng. Oxy di chuyển đến các tế bào gắn với hemoglobin, một loại protein được tìm thấy trong các tế bào màu đỏ. Trong các trường hợp ngộ độc carbon monoxide, CO liên kết mạnh hơn nhiều với hemoglobin, ngăn chặn quá trình gắn oxy và làm giảm lượng oxy đến tế bào. Điều trị bằng cách cho bệnh nhân thở oxy nguyên chất để loại bỏ carbon monoxide. Phản ứng cân bằng được hiển thị bên dưới minh họa
(g)
Xét phản ứng thuận nghịch sau: aA (k) + bB (k) ⇌ cC (k) + dD (k)
Giả sử phản ứng thuận cũng như phản ứng nghịch đều thuộc loại đơn giản.
Tốc độ phản ứng thuận: Vt = kt.[A]a.[B]b
Tốc độ phản ứng nghịch: Vn = kn.[C]c.[D]d
Phản ứng đạt đến trạng thái cân bằng khi Vt = Vn hay kt.[A]a.[B]b = kn.[C]c.[D]d
Suy ra:
Vì kt và kn là các hằng số tốc độ phản ứng, chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất của các chất, nên
ứng với một nhiệt độ xác định (và một phản ứng xác định), ta có: Kí hiệu [ ] chỉ nồng độ các chất A, B, C, D lúc đạt trạng thái cân bằng. Kc được gọi là hằng số cân bằng của phản ứng liên hệ đến nồng độ mol (mol/L). Kc chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất
của chất tham gia phản ứng, sản phẩm tạo thành, mà không phụ thuộc vào nồng độ các chất trong phản ứng.
Có thể phát biểu định luật này như sau: Khi một phản ứng đồng thể đạt trạng thái cân bằng thì tỉ
số tích số nồng độ sản phẩm với tích số nồng độ chất tham gia là một hằng số ở một nhiệt độ xác định.
Ứng dụng: Dựa vào giá trị hằng số cân bằng ta có thể xác định được
thành phần của hệ ở trạng thái cân
bằng.
Vídụ:Chophảnứng: H2 (k) +CO2 (k) ⇌H2O (k) +CO (k) cóKc=4,4.
Tính nồng độ của các chất ở trạng thái cân bằng
nếu lúc đầu trong bình phản ứng, có thể tích 10
lít,chứa1,5molH2;1,6molCO2 và1molCO.
Ở trạng thái cân bằng hệ chứa: [H2] = 0,058 M;
[CO2] = 0,068 M;
[H2O] = 0,092 M;
[CO] = 0,192 M.
Nếu trong cân bằng có chất rắn tham gia thì nồng độ chất rắn được coi là hằng số, nên nó không có
mặt trong biểu thức hằng số cân bằng.
• Khi một phản ứng đồng thể đạt trạng thái cân bằng thì tỉ số tích số nồng độ sản
phẩm với tích số nồng độ chất tham gia là một hằng số ở một nhiệt độ xác định.
• Hằng số cân bằng của phản ứng được xác định bằng công thức :
• Ứng dụng : Dựa vào giá trị hằng số cân bằng ta có thể xác định được thành phần của hệ ở trạng thái cân bằng.
Bạn có biết?
MÁU NGHÈO SẮT?
Sắt là thành phần quan trọng của hồng cầu. Những bệnh nhân có
lượng sắt thấp và có số lượng hồng cầu thấp hơn bình thường
thường sẽ bị thiếu máu gây những triệu chứng như: da xanh xao, nhợt nhạt; lông, tóc, móng khô và dễ gãy; mệt mỏi, hoa mắt,….
Một cách để đánh giá nồng độ sắt trong huyết thanh là sử dụng Ferrozine, một phân tử hữu cơ phức tạp. Ferrozine tạo sản phẩm với Fe 3+ , tạo ra màu hồng. Để xác định các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng, ta cần đo hằng số cân bằng. Nếu hằng số cân bằng không đủ lớn, tức là phản ứng không nằm về phía tạo nên sản phẩm thì phải cần thận khi dùng phương pháp đo này.
4 SỰ CHUYỂN DỊCH CÂN BẰNG HOÁ HỌC VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG. NGUYÊN LÝ CHUYỂN DỊCH CÂN BẰNG LƠ SA-TƠ-LI-Ê
Tiểu sử:
Henri Louis Le Chatelier (1850 – 1936) là nhà hóa học người Pháp xuất thân từ một gia đình Công giáo La Mã tư sản nên ông được thụ hưởng một nền giáo dục đặc biệt.
Năm 1877, sau khi trở thành một giảng viên đại học, ông bắt đầu dấn thân vào sự nghiệp nghiên cứu. Công việc ban đầu của Le Chatelier đã dẫn đến nghiên cứu thử nghiệm về nhiệt động lực học. Năm 1884, ông đưa ra một nguyên tắc chung xác định cách các hệ thống ở trạng thái cân bằng hóa học duy trì sự ổn định của chúng, nêu rõ rằng:
Bất kỳ hệ nào ở trạng thái cân bằng hóa học ổn định , chịu tác động của nguyên nhân bên ngoài có xu hướng thay đổi nhiệt độ hoặc sự ngưng tụ của nó (áp suất, nồng độ, số lượng phân tử trong đơn vị thể tích), toàn bộ hoặc một số bộ phận của nó, có thể chỉ trải qua những sửa đổi bên trong như vậy, nếu được sản xuất đơn lẻ, sẽ dẫn đến sự thay đổi nhiệt độ hoặc sự ngưng tụ có dấu hiệu ngược lại với nguyên nhân bên ngoài.
Nguyên tắc kì diệu của Le Chatelier sau đó chuyển sang câu hỏi làm thế nào để áp dụng khoa học nhiệt động hóa học vào sự phát triển của các quá trình công nghiệp. Vào khoảng thời gian đó ông đề nghị tăng sản lượng công nghiệp sản xuất amoniac bằng cách sử dụng nhiệt thấp và áp suất cao, như được chỉ ra bởi nguyên tắc cân bằng hóa học của ông. Tương tự, sự quan tâm đến các ứng dụng công nghiệp của hóa học đã khiến ông hoàn thiện mỏ hàn oxyacetylene , đạt được nhiệt độ cực cao cần thiết để hàn và cắt kim loại.
a. Ảnh hưởng của nồng độ: Xét hệ cân bằng sau: Fe3+ + SCN- ⇌ Fe(SCN)2+ (3) (vàng nâu) (đỏ máu)
Khi hệ ở trạng thái cân bằng, nghĩa là vt = vn nồng độ các chất trong phản ứng không biến đổi nữa. Nếu ta cho thêm dung dịch Fe3+ vào hệ cân bằng thì nồng độ Fe3+ tăng lên làm cho vt > vn, Fe3+ phải phản ứng thêm với SCN- tạo ra Fe(SCN)2+ cho tới khi vt lại bằng vn, lúc đó cân bằng mới được thiết lập. Ở trạng thái cân bằng mới, nồng độ các chất sẽ khác với ở trạng thái cân bằng cũ. Hiện tượng đó được gọi là sự chuyển dịch cân bằng. Sự chuyển dịch cân bằng hoá học là sự dịch chuyển từ trạng thái cân bằng này sang trạng thái cân
Hình6:Môphỏngmàucủaphảnứng(3)
bằng khác do tác động của các yếu tố từ bên ngoài lên cân bằng.
Vậy khi thêm Fe3+ vào hệ cân bằng, cân bằng sẽ chuyển dịch
trừ trái sang phải (theo chiều thuận), chiều làm giảm nồng độ
Fe3+ thêm vào.
Quá trình chuyển dịch cân bằng xảy ra tương tự khi ta lấy bớt
Fe(SCN)2+ ra khỏi cân bằng, vì khi đó vt > vn.
Ngược lại, nếu ta cho thêm 1 lượng Fe(SCN)2+ vào hệ cân
bằng, hoặc lấy bớt Fe3+ (hoặc SCN-) ra thì lúc đó vt < vn, cân
bằng sẽ chuyển dịch từ phải sang trái (chiều nghịch), nghĩa là
theo chiều làm giảm nồng độ Fe(SCN)2+ hoặc theo chiều tăng
nồng độ Fe3+
Hình8:HiệntượngkhithêmFe(SCN)2+ vào hệcấnbằng(2)
Hình7:HiệntượngkhithêmFe3+vàohệcân bằng(3)
Kết luận: Khi tăng hoặc giảm nồng độ một chất trong cân
bằng, thì cân bằng bao giờ cũng chuyển dịch theo chiều làm
giảm tác động của việc tăng hoặc giảm nồng độ của chất đó.
Lưu ý: Nếu trong hệ cân bằng có chất rắn (ở dạng nguyên chất) thì việc thêm bớt hoặc bớt lượng chất rắn không ảnh hưởng đến cân bằng, nghĩa là cân bằng không chuyển dịch.
b. Ảnh hưởng của áp suất:
Xét hệ cân bằng sau trong xi lanh có pittong ở nhiệt độ thường và không đổi: 2NO2 (k) ⇌ N2O4 (k) (3)
Thí nghiệm chứng tỏ rằng, khi hệ đang ở trạng thái cân bằng, nếu ta tăng áp suất chung của hệ lên, bằng cách đẩy pít tông vào để cho thể tích chung của hệ giảm xuống, thì số mol khí NO2 sẽ giảm bớt, đồng thời số mol khí N2O4 sẽ tăng thêm, nghĩa là cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch.
Hình9:Hìnhmôphỏnghoạtđộngcủapittong
Nhận xét: Nhìn vào phản ứng (3) ta thấy cứ hai mol khí NO2 phản ứng tạo ra một mol khí N2O4, nghĩa là phản ứng nghịch làm giảm số mol khí trong hệ, do đó làm giảm áp suất chung của hệ.
Như vậy, khi tăng áp suất chung của hệ cân bằng trên, cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch, chiều làm giảm áp suất chung của hệ, nghĩa là chuyển dịch về phía làm giảm tác động của việc tăng áp suất chung.
Bây giờ nếu ta làm giảm áp suất chung của hệ cân bằng trên bằng cách kéo pít tông ra để cho thể tích chung của hệ tăng lên, thì số mol khí NO2 sẽ tăng thêm, đồng thời số mol khí N2O4 sẽ giảm bớt. Vậy, cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận, chiều làm tăng số mol khí trong hệ, nghĩa là chuyển dịch về phía làm giảm tác động của việc giảm áp suất chung.
Hình10:Thínghiệmchứngminhảnhhưởngcủaápsuất đếncânbằng(3)
Kết luận: Khi tăng hoặc giảm áp suất chung của hệ cân bằng, thì cân bằng bao giờ cũng chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động của việc tăng hoặc giảm áp suất đó.
Từ việc khảo sát trên ta suy ra rằng, khi hệ cân bằng có số mol khí ở cả hai vế của phương trình hoá học bằng nhau hoặc hệ cân bằng không có chất khí thì áp suất không ảnh hưởng đến cân bằng.
Thí dụ, áp suất không ảnh hưởng đến các cân bằng sau: Fe2O3 (r) + 3CO (k) ⇌ 2Fe (r) + 3CO2 (k)
2HI (k) ⇌H2 (k) + I2 (k)
Vì sao dùng CO2 trong nước ngọt có gas?
Khí CO2 là sản phẩm được sinh ra trong quá trình đốt cháy hoặc hô hấp của người, động vật. Ở điều kiện bình thường, CO2 là chất khí không mùi, không màu nhưng có vị chua nhẹ. CO2 khi hòa tan trong nước tạo thành một dung dịch yếu của axit cacbonic.
CO2 + H2O ⇌ H2CO3
Chính CO2 kết hợp với hương liệu trong nước ngọt có ga tạo nên vị chua đặc trưng cho sản phẩm.
Khi uống, axit cacbonic kích thích vòm miệng ta làm ta cảm nhận được vị chua ngọt đặc trưng của nước giải khát. Không có CO2, thức uống vô cùng nhạt nhẽo.
Ngoài ra, khi các bọt khí CO2 sủi lên trên bề mặt cùng tiếng “xịt” đặc biệt giúp sản phẩm hấp dẫn hơn. Đánh thức cả thị giác và thính giác của người sử dụng. Mặc dù có những khí khác hơn Cacbon dioxit về một điểm nào đó nhưng tổng hợp tất cả yếu tố. Hòa tan, an toàn, bền vững, phổ biến, rẻ thì Cacbon dioxit đứng nhất.
Vì sao khi bật nắp chai, có khí trào ra?
Theo Live Science. Các nhà máy sản xuất nước ngọt dùng áp suất lớn để ép CO2 hòa tan vào nước. Với tỉ lệ khối lượng/diện tích khoảng 84,36 kg/cm2. Tiếp đó người ta lại nạp nước vào bình và đóng kín, giữ nguyên áp suất lớn này. CO
Lúc này cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận tạo axit cacbonic.
Khi mở nắp chai, áp suất bên ngoài thấp tác động đến sự cân bằng CO2 trong nước, phản ứng chuyển dịch theo chiều nghịch nên hàng triệu phân tử Cacbon dioxit lập tức bay vào không khí. Làm các bọt khí thoát ra giống như lúc đun nước sôi.
Khi ta uống nước ngọt, dạ dày và ruột không hề hấp thụ khí CO2. Môi trường nhiệt độ cao trong dạ dày làm CO2 nhanh chóng theo đường miệng thoát ra ngoài. Mang đi bớt một nhiệt lượng trong cơ thể làm cho người uống có cảm giác mát mẻ, dễ chịu.
CO2 có tác dụng kích thích nhẹ thành dạ dày, tăng cường việc tiết dịch vị. Giúp ít cho quá trình tiêu hóa. Khí Cacbon dioxit không tham gia các phản ứng cháy. Do vậy được ứng dụng trong một số bình
cứu hỏa, đặc biệt là các loại được thiết kể để dập cháy do điện.
c. Ảnh hưởng của nhiệt độ: Hằng số cân bằng Kc của phản ứng xác định chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ, nên khi nhiệt độ biến đổi, cân bằng sẽ chuyển dịch một trạng thái cân bằng mới ứng với giá trị mới của hằng số cân bằng.
Thí dụ: N2O4 (k) ⇌ 2NO2 (k) H = 58kJ >0
Giá trị 58kJ là nhiệt của phản ứng thuận, phản ứng thu nhiệt. Phản ứng nghịch là phản ứng toả nhiệt với H = -58kJ<0.
Khi hỗn hợp trên đang ở trạng thái cân bằng, nếu đun nóng hỗn hợp khí bằng cách ngâm bình đựng hỗn hợp vào nước sôi, màu nâu đỏ của hỗn hợp khí đậm lên, nghĩa là cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận, chiều của phản ứng thu nhiệt.
Nếu làm lạnh bằng cách ngâm
bình đựng hỗn hợp khí vào nước đá, màu của hỗn hợp khí nhạt đi, nghĩa là cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch, chiều của phản
ứng toả nhiệt.
Kết luận: Khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều phản
ứng thu nhiệt, nghĩa là chiều làm giảm tác động của việc tăng nhiệt độ. Khi giảm nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều phản ứng toả nhiệt, nghĩa là chiều làm giảm tác động của việc giảm nhiệt độ.
Hình11:Thínghiệmchứngminhảnhhưởngcủanhiệtđộđếncânbằng(3)
Các yếu tố nồng độ, áp suất và nhiệt độ ảnh hưởng đến cân bằng hoá học đã được Lơ Sa-tơ-li-ê (nhà hoá học Pháp – tác giả của nguyên lý chuyển dịch cân bằng) tổng kết thành nguyên lí được gọi là nguyên lí Lơ Sa-tơ-li-ê như sau: “Một phản ứng thuận nghịch đang nằm ở trạng thái cân bằng khi chịu tác động từ bên ngoài như biến đổi nồng độ, áp suất, nhiệt độ, thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm các tác động bên ngoài đó.”
d. Vai trò của chất xúc tác:
Chất xúc tác không làm biến đổi nồng độ các chất trong cân bằng và cũng không làm biến đổi hằng số cân bằng, nên không làm cân bằng chuyển dịch. Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng thuận và tốc độ phản ứng nghịch với số lần bằng nhau, nên khi phản ứng thuận nghịch chưa ở trạng thái cân bằng thì
chất xúc tác có tác dụng làm cho cân bằng được thiết lập nhanh chóng hơn.
• Sự chuyển dịch cân bằng hoá học là sự dịch chuyển từ trạng thái cân bằng này sang trạng thái cân bằng khác do tác động của các yếu tố từ bên ngoài lên cân bằng.
• Những yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học là nồng độ, áp suất, nhiệt độ.
• Nguyên lí chuyển dịch Le Chatelier : Một phản ứng thuận nghịch đang nằm ở trạng thái cân bằng khi chịu tác động từ bên ngoài như biến đổi nồng độ, áp suất, nhiệt độ, thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm các tác động bên ngoài đó.
• Chất xúc tác không ảnh hưởng đến cân bằng hóa học.
5 Ý NGHĨACỦATỐC ĐỘ PHẢN ỨNG VÀ CÂN BẰNG HÓAHỌC
TRONG SẢN XUẤT HÓAHỌC
Để thấy ý nghĩa của tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học trong sản xuất hóa học, chúng ta lấy một số
thí dụ sau đây:
Thí dụ 1: Trong quá trình sản xuất axit
sunfuric phải thực hiện phản ứng sau:
2SO2 (k) + O2 (k) ⇌ 2SO3 (k) ∆H < 0
Trong phản ứng này người ta dùng oxy không khí.
Hình12:Sơđồminhhọasảnxuấtamoniactrongcôngnghiệp
Ở nhiệt độ thường, phản ứng xảy ra rất chậm. Để tăng tốc độ phản ứng phải dùng chất xúc tác và thực hiện phản ứng ở nhiệt độ khá cao. Nhưng đây là phản ứng tỏa nhiệt, nên khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch làm giảm hiệu suất của phản ứng. Để hạn chế tác dụng này, người ta đã dùng một lượng dư không khí, nghĩa là tăng nồng độ oxi, làm cho cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.
Thí dụ 2: Trong công nghiệp, amoniac được tổng hợp theo phản ứng sau:
Đặc điểm của phản ứng này là tốc độ rất chậm ở nhiệt độ thường, tỏa nhiệt và số mol khí của sản phẩm ít hơn so với số mol khí của các chất phản ứng. Do đó, người ta phải thực hiện phản ứng này ở nhiệt độ cao, áp suất cao và dùng chất xúc tác. Ở áp suất cao, cân bằng chuyển dịch sang phía tạo ra NH3, nhưng
ở nhiệt độ cao, cân bằng chuyển dịch ngược lại, nên chỉ thực hiện được ở nhiệt độ thích hợp.
Hình13:Sơđồminhhọasản xuấtamoniactrongcôngnghiệp
Bạn có biết?
Mục đích của bể chứa Amoniac.
Bể chứa amoniac trong hình trên thực hiện hai việc, Một là nó lưu trữ amoniac ở áp suất cao để giảm thiểu phản ứng ngược dẫn đến ít amoniac hơn và nhiều nitơ và hydro hơn. Thứ hai, nó gửi một thông điệp quan trọng. Amoniac được sử dụng để sản xuất methamphetamine, một loại ma túy nguy hiểm bị lạm dụng. Khóa và các cơ chế an toàn khác được tích hợp trong bể giúp ngăn chặn hành vi trộm cắp amoniac để sử dụng cho hoạt động bất hợp pháp này.
I. Mức độ thông hiểu
Câu 1: Cho cân bằng hóa học:
Phản ứng thuận là phản ứng toả nhiệt. Cân bằng hóa học không bị chuyển dịch khi
A. thay đổi áp suất của hệ.
C. thay đổi nhiệt độ.
Câu 2: Cho các phát biểu sau:
B. thay đổi nồng độ N2
D. thêm chất xúc tác Fe.
(1) Phản ứng thuận nghịch là phản ứng xảy ra theo 2 chiều ngược nhau.
(2) Phản ứng bất thuận nghịch là phản ứng xảy ra theo 1 chiều xác định.
(3) Cân bằng hóa học là trạng thái mà phản ứng đã xảy ra hoàn toàn.
(4) Khi phản ứng thuận nghịch đạt trạng thái cân bằng hóa học, lượng các chất sẽ không đổi.
(5) Khi phản ứng thuận nghịch đạt trạng thái cân bằng hóa học, phản ứng dừng lại.
Các phát biểu sai là:
A. 2, 3.
B. 3, 4.
C. 3, 5.
D. 4, 5.
Giải: Chất xúc tác chỉ làm tăng tốc độ phản ứng chứ không làm thay đổi cân bằng.
Câu 3: Chọn phát biểu đúng:
Phản ứng thuận nghịch là
(1) phản ứng có thể xảy ra theo chiều thuận hay theo chiều nghịch tùy điều kiện phản ứng.
(2) phản ứng xảy ra đồng thời theo hai chiều ngược nhau trong cùng một điều kiện.
(3) phản ứng tự xảy ra cho đến khi hết các chất phản ứng.
A. 1
B. 2
C. 3
D. 1 và 2
Câu 4: Cho cân bằng hóa học:
H2 (k) + I2 (k) ⇋ 2HI (k); ∆H > 0.
Cân bằng không bị chuyển dịch khi
A. tăng nhiệt độ của hệ. B. giảm nồng độ HI.
C. tăng nồng độ H2. D. giảm áp suất chung của hệ.
Giải:
- Đây là phản ứng thu nhiệt (∆H > 0)
- ∑số mol trước khi phản ứng = ∑số mol sau khi phản ứng, do đó áp suất chung của hệ không làm thay đổi sự của dịch chuyển cân bằng.
Câu 5: Phản ứng thuận nghịch là phản ứng
A. trong cùng điều kiện, phản ứng xảy ra theo hai chiều trái ngược nhau.
B. có phương trình hoá học được biểu diễn bằng mũi tên một chiều.
C. chỉ xảy ra theo một chiều nhất định.
D. xảy ra giữa hai chất khí.
Câu 6: Cho cân bằng hóa học:
Phản ứng thuận là phản ứng tỏa nhiệt. Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận khi tăng nhiệt độ.
B. Cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch khi giảm nồng độ O2.
C. Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận khi giảm áp suất hệ phản ứng.
D. Cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch khi giảm nồng độ SO3.
Câu 7: Cho cân bằng:
N2(k) + 3H2(k) ⇋ 2NH3(k); H<0 Nhận xét nào sau đây không đúng?
A. Khi hệ đạt trạng thái cân bằng, nồng độ NH3 không thay đổi.
B. Phản ứng nghịch thu nhiệt.
C. Khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch.
D. Khi giảm nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch.
Câu 8: Cho cân bằng hóa học sau:
Để cân bằng dịch chuyển theo chiều nghịch thì
A. tăng áp suất, giảm nhiệt độ,
.
B. giảm áp suất, tăng nhiệt độ, lấy SO2 ra khỏi hệ.
C. lấy SO3 ra liên tục.
D. không dùng xúc tác nữa.
Câu 9: Cho biết cân bằng sau được thực hiện trong bình kín: PCl5(k) ⇋ PCl3(k) + Cl2(k), H>0
Yếu tố nào sau đây làm tăng nồng độ PCl3 trong cân bằng?
A. Lấy bớt PCl5 ra.
B. Thêm Cl2 vào.
C. Giảm nhiệt độ.
D. Tăng nhiệt độ.
Câu 10: Trạng thái cân bằng của một phản ứng thuận nghịch xảy ra khi:
A. tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch.
B. phản ứng thuận và phản ứng nghịch dừng lại.
C. nồng độ các chất phản ứng bằng nồng độ các chất sản phẩm.
D. nồng độ các chất phản ứng giảm, còn nồng độ các chất sản phẩm tăng.
Câu 11: Cho cân bằng hóa học:
Cân bằng không bị chuyển dịch khi
A. tăng nhiệt độ của hệ.
B. giảm nồng độ HI.
C. tăng nồng độ H2.
D. giảm áp suất chung của hệ.
Câu 12: Chọn phát biểu đúng
Phản ứng thuận nghịch là
H2(k) + I2(k) ⇋ 2HI(k); H > 0.
(1) phản ứng có thể xảy ra theo chiều thuận hay theo chiều nghịch tùy điều kiện phản ứng.
(2) phản ứng xảy ra đồng thời theo hai chiều ngược nhau trong cùng một điều kiện.
(3) phản ứng tự xảy ra cho đến khi hết các chất phản ứng.
A. 1
B. 2
C. 3
D. 1 và 2
Câu 13: Phản ứng thuận nghịch là phản ứng
A. trong cùng điều kiện, phản ứng xảy ra theo hai chiều trái ngược nhau.
B. có phương trình hoá học được biểu diễn bằng mũi tên một chiều.
C. chỉ xảy ra theo một chiều nhất định.
D. xảy ra giữa hai chất khí.
NHÓM
Câu 14: Hằng số cân bằng KC của một phản ứng xác định chỉ phụ thuộc vào
A. nồng độ các chất.
B. áp suất.
C. nhiệt độ phản ứng.
D. hiệu suất phản ứng.
Câu 15: Người ta cho N2 và H2 vào trong bình kín dung tích không đổi và thực hiện phản ứng: N2 + 3H2 ⇋ 2NH3
Sau một thời gian, nồng độ các chất trong bình như sau: [N2] = 2M; [H2] = 3M; [NH3] = 2M. Nồng độ
mol/l của N2 và H2 ban đầu lần lượt là:
A. 3 và 6.
B. 2 và 3.
C. 4 và 8.
D. 2 và 4.
Câu 16: Phát biểu nào về chất xúc tác là không đúng?
A. Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng.
B. Chất xúc tác làm giảm thời gian đạt tới cân bằng của phản ứng.
C. Chất xúc tác được hoàn nguyên sau phản ứng.
D. Chất xúc làm cho phản ứng dịch chuyển theo chiều thuận.
Câu 17: Cho phản ứng thuận nghịch sau:
A2(k) + B2(k) ⇋ 2AB(k); ∆H > 0
Để cân bằng dịch chuyển sang chiều thuận thì
A. tăng nhiệt độ, giảm áp suất.
B. tăng nhiệt độ, giữ nguyên áp suất.
C. giảm nhiệt độ, tăng áp suất.
D. nhiệt độ và áp suất đều tăng.
Câu 18: Xác định biểu thức hằng số cân bằng K
của các phản ứng sau:
:
Câu 19: Người ta cho N2 và H2 vào trong bình kín dung tích không đổi và thực hiện phản ứng:
Sau một thời gian, nồng độ các chất trong bình như
của N2 và H2 ban đầu lần lượt là:
= 3M; [NH3] = 2M. Nồng độ
Câu 20: Hằng số cân bằng KC của một phản ứng xác định chỉ phụ thuộc vào
A. nồng độ các chất. B. áp suất. C. nhiệt độ phản ứng. D. hiệu suất phản ứng.
Câu 21: Trạng thái cân bằng của một phản ứng thuận nghịch xảy ra khi
A. tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch.
B. phản ứng thuận và phản ứng nghịch dừng lại.
C. nồng độ các chất phản ứng bằng nồng độ các chất sản phẩm.
D. nồng độ các chất phản ứng giảm, còn nồng độ các chất sản phẩm tăng.
II. Mức độ vận dụng
Câu 22: Xét các hệ cân bằng sau trong một bình kín:
C(r) + H2O(k) ⇋ CO(k) + H2(k) ; ∆H > 0 (1)
CO(k) + H2O(k) ⇋ CO2(k) + H2(k); ∆H < 0 (2)
Các cân bằng trên chuyển dịch như thế nào khi biến đổi trong một các điều kiện sau?
a) Tăng nhiệt độ.
b) Thêm lượng hơi nước vào.
c) Thêm khí H2 ra.
d) Tăng áp suất chung bằng cách nén cho thể tích của hệ giảm xuống.
e) Dùng chất xúc tác.
Giải:
Phản ứng (1)
Phản ứng (2)
Tăng nhiệt độ → ←
Thêm hơi nước → →
Tăng H2 ← ←
Tăng áp suất ←
Tổng số mol 2 vế bằng nhau nên cân bằng
không đổi
Chất xúc tác Không đổi Không đổi
Câu 23: Cho phản ứng:
Ở nhiệt độ 4300C hằng số cân bằng KC của phản ứng trên bằng 53,96. Đun nóng một bình kín dung tích không đổi 10 lít chứa 4,0 gam H2 và 406,4 gam I
.
hệ phản ứng đạt trạng thái cân bằng ở 4300C, nồng độ của HI là
A. 0,151 M. B. 0,320 M. C. 0, 275 M. D. 0,225M.
Giải: H2 (k) + I2 (k)
Ban đầu: 2 1.6
2HI
Phản ứng: x x 2x
nH2 = 4/2 = 2 mol; nI2 = 406,4/254 = 1,6 mol
Kcb = # $ #$ = 53,96 ($ / ) ($ / )( , / ) = 53,96
⇒ x = 1,375 (nhận) hoặc x = 2,5 (loại) (đk: x < 1,6)
Vậy nồng độ của HI = 2x/10 = 0,275M
Chọn C
Câu 24: Một bình phản ứng có dung tích không đổi, chứa hỗn hợp khí N2 và H2 với nồng độ tương ứng là 0,3 M và 0,7 M. Sau khi phản ứng tổng hợp NH3 đạt trạng thái cân bằng ở t0C, H2 chiếm 50% thể tích hỗn hợp thu được. Hằng số cân bằng KC
Để đơn giản ta xét 1 lít hỗn hợp.
Sau khi phản ứng đạt cân bằng: 0,3 – a + 0,7 – 3a + 2a = 1 – 2a
Mặt khác H2 chiếm 50% thể tích hỗn
Khi đạt cân bằng [N2] = 0,3 – 0,1 = 0,2 (M)
[H2] = 0,7 – 0,3 = 0,4 (M) [NH3] = 0,2 (M).
Câu 25: Cho cân bằng hóa học sau:
Cho các biện pháp:
(1) Tăng nhiệt độ.
(2) Tăng áp suất chung của hệ phản ứng.
(3) Hạ nhiệt độ.
(4) Dùng thêm chất xúc tác V2O5.
(5) Giảm nồng độ SO3.
(6) Giảm áp suất chung của hệ phản ứng.
Những biện pháp nào làm cân bằng trên chuyển dịch theo chiều thuận?
A. (1), (2), (4), (5) B. (2), (3), (5) C. (2), (3), (4), (6) D. (1), (2), (4).
Giải:
- Đây là một phản ứng tỏa nhiệt (∆H < 0).
- Có sự chênh lệch số mol trước và sau phản ứng.
Vì vậy, các yếu tố làm cân bằng dịch chuyển theo chiều thuận là:
+ Hạ nhiệt độ (2).
+ Tăng áp suất (3). + Giảm nồng độ SO3 (5).
Câu 26: Sự tăng áp suất ảnh hưởng như thế nào đến trạng thái cân bằng của các phản ứng hóa học sau: a)
Giải: Nếu sau phản ứng có sự giảm thể tích thì áp suất tăng làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận và ngược lại, áp suất không có ảnh hưởng tới cân bằng của các phản ứng không thay đổi thể tích khí.
a) 3O2 (k) ⇋ 2O3 (k)
Phản ứng (a) có sự giảm thể tích, cân bằng chuyển theo chiều thuận khi áp suất tăng.
b) H2 (k) + Br2 (k) ⇋ 2HBr (k)
Phản ứng (b) không có sự thay đổi thể tích, cân bằng không phụ thuộc vào áp suất.
c) N2O4 (k) ⇋ 2NO2 (k)
Phản ứng (c) có sự tăng thể tích, cân bằng chuyển theo chiều nghịch khi áp suất tăng.
Câu 27: Sản xuất amoniac trong công nghiệp dựa trên phương trình hóa học sau:
-92kJ
Để tạo ra nhiều NH3 thì người ta có thể sử dụng những biện pháp nào? Giải thích.
Giải:
Để thu được nhiều amoniac, hiệu quả kinh tế cao có thể dùng các biện pháp sau đây:
- Tăng nồng độ N2 và H2
- Tăng áp suất chung của hệ lên khoảng 100 atm, vì phản ứng thuận có sự giảm thể tích khí.
- Dùng nhiệt độ phản ứng thích hợp khoảng 400 - 450oC và chất xúc tác để tăng tốc độ phản ứng tạo
thành NH3. Chú ý rằng chất xúc tác không làm chuyển dịch cân bằng.
Câu 28: Cho phản ứng:
Cân bằng chuyển dịch theo chiều nào khi
a) tăng nồng độ SO2. b) giảm nồng độ O2. c) giảm áp suất. d) tăng nhiệt độ.
Trả lời:
a) Khi tăng nồng độ SO2 thì cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận nghĩa là chiều làm giảm nồng độ SO2.
b) Khi giảm nồng độ O2 thì cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch nghĩa là chiều tạo ra O2.
c) Khi giảm áp suất thì cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch nghĩa là chiều tăng số mol khí.
d) Khi tăng nhiệt độ cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch nghĩa là chiêu phản ứng thu nhiệt.
Câu 29:
Cho phản ứng thuận nghịch sau:
2NaHCO3 (r) ⇋ Na2CO3 (r) + CO2 (k) + H2O (k); ∆H = 129kJ
Có thể dùng những biện pháp gì để chuyển hóa nhanh và hoàn toàn NaHCO3 thành Na2CO3?
Trả lời:
Chiều thuận của phản ứng có ∆H = 129kJ > 0: thu nhiệt và có số mol khí tăng lên.
Vây biện pháp để cân bằng chuyển dịch hoàn toàn theo chiều thuận là:
- Đun nóng (tăng nhiệt độ).
- Giảm áp suất bằng cách thực hiện phản ứng trong bình hở.
Câu 30: Cho phản ứng: H2 (k) + CO2 (k) ⇋ H2O (k) + CO (k) có Kc = 4,4.
Tính nồng độ của các chất ở trạng thái cân bằng nếu lúc đầu trong bình phản ứng, có thể tích 10 lít, chứa 1,5 mol H2; 1,6 mol CO2 và 1 mol CO.
Giải:
Câu 31: Nồng độ ban đầu của SO
[CO2]= 0,068M; [H2O]=0,092M; [CO]=0,192M
tương ứng là 4M và 2M.
a) Tính hằng số cân bằng của phản ứng. Biết khi đạt trạng thái cân bằng có 80% SO2 đã tham gia phản ứng.
b) Để cân bằng có 90% đã phản ứng thì lượng O2 lúc đầu là bao nhiêu?
Giải:
a) Hiệu suất là 80% [SO2] pu = 4.80% = 3,2 M.
+ O2 ⇋ 2SO3
= ),$ ,5 . ,, = 40
b) Hiệu suất là 90% [SO2] pu = 4.90% = 3,6 M.
+ O2 ⇋ 2SO3
x
0,4 (x-1,8) 3,6. K không đổi = 40
), ,, .( ,5) = 40 ⇒ x = 3.825 M
số cân bằng:
Nồng độ cân bằng của CO và H2O là:
0,03 – x = 0,01267 (M)
Câu 33: Xét cân bằng:
Khi chuyển dịch sang một trạng thái cân bằng mới
độ của NO2 như thế nào?
A. Tăng 9 lần B. Tăng 3 lần C. Tăng 4,5 lần D. Giảm 3 lần.
Giải:
Xét phản ứng: N2O4 (k) ⇋ 2NO2 (k) ở 250C
[N2O4] tăng lên 9 lần thì [NO2] tăng lên là:
Áp dụng công thức: Kc = ; khi tăng [N2O4] lên 9 lần thì [NO2] cần tăng thêm là 3 lần để đạt đến trạng thái cân bằng. Chọn B
III. Mức độ vận dụng cao:
Câu 34: Clo dùng để khử trùng nước trong sinh hoạt. Tuy nhiên nước clo không sử dụng được khi nuôi trồng thủy sản. Để sử dụng thì cần phơi nắng 2-3 ngày. Theo em, phơi nắng nhằm mục đích gì?
Giải:
Clo phản ứng với nước theo phương trình hóa học sau: Cl2 + H2O ⇋ HClO + HCl
Dưới tác dụng của ánh sáng, HClO bị phân hủy theo phản ứng: 2HClO ⇋ 2HCl + O2
HClO không bền dưới ánh sáng nên bị phân hủy hoàn toàn tạo thành HCl và O2. Khi đó phản ứng chuyển dịch theo chiều thuận do nồng độ HClO giảm, Cl2 tác dụng từ từ với H2O cho tới hết, HClO cũng bị phân hủy dần hết.
Câu 35: Hỗn hợp khí X gồm N2 và H2 có tỉ khối so với He bằng 1,8. Đun nóng X một thời gian trong
bình kín (có bột Fe làm xúc tác), thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với He bằng 2. Tính hiệu suất của phản ứng tổng hợp NH3.
Giải: Chọn số mol của hỗn hợp là 1.
Gọi số mol của N2 là x, thì của H2 là
x = 0,05
Hiệu suất H% = . = 25%
Câu 36: Câu tục ngữ “Nước chảy đá mòn” mang ý nghĩa hóa học gì?
(Gợi ý: Thành phần chủ yếu của đá là CaCO3)
Giải:
Thành phần chủ yếu của đá là CaCO3. Trong không khí có khí CO2 nên nước hòa tan một phần tạo
thành axit H2CO3.
Do đó xảy ra phản ứng hóa học: CaCO3 + CO2 + H2O ⇋ Ca(HCO3)2
Khi nước chảy cuốn theo Ca(HCO3)2, theo nguyên lí chuyển dịch cân bằng thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều thuận. Kết quả là sau một thời gian nước đã làm cho đá bị bào mòn dần.
Câu 37: Viết các biểu thức hằng số cân bằng cho các phản ứng sau:
a. CaCO3 (r) ⇋ CaO (r) + CO2 (k)
b. Cu2O (r) + $ O2 (k) ⇋ 2CuO
c. 2SO2 (k) + O2 (k) ⇋ 2SO3 (1)
+ $ O2 (k) ⇋ SO3 (k) (2)
2SO3 (k) ⇋ 2SO2 (k) + O2 (k) (3)
Hãy cho biết mối liên hệ giữa ba hằng số cân bằng ứng với ba trường hợp trong câu c) ở cùng nhiệt độ.
Giải
Hằng số cân bằng của các phản ứng:
a. Kc = [CO2]
b. Kc = *
c. Kc1 = " ! " *
Kc2 = " ! " */ Kc3 = " * " !
Mối liên hệ giữa 3 hằng số:
Kc3 = < * Kc2 = =>?
Kc3 = (< )$
Trường: ……………………….
Tổ : ………………………
Họ và tên giáo viên:
Môn học/Hoạt động giáo dục: Hóa học. Lớp: 11
Thời gian thực hiện: 5 tiết
I. Mục tiêu
KIẾN THỨC
1, Khái niệm phản ứng thuận nghịch và trạng thái cân bằng của một phản ứng thuận nghịch
2, Biểu thức hằng số cân bằng (Kc) của một phản ứng thuận nghịch.
3, Thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ tới chuyển dịch cân bằng:
(1) Phản ứng: 2NO2 ↔ N2O4
(2) Phản ứng thuỷ phân sodium acetate
4, Ảnh hưởng của nhiệt độ, nồng độ, áp suất đến cân bằng hoá học.
Giao tiếp và hợp tác
5, Thông qua làm việc nhóm nâng cao khả năng tự tin trình bày ý kiến bản thân trước đám đông, hiểu suy nghĩ đồng đội, khả năng giao tiếp với các bạn, với giáo viên.
Tự chủ và tự học 6, HS tìm hiểu bài trước khi đến lớp, trả lời được câu hỏi mà GV đưa ra.
Ngôn ngữ 7, Sử dụng công thức hóa học, viết được các phương trình hóa học xảy ra.
Giải quyết vấn đề và sáng
tạo
8, Từ kiến thức đã học HS vận dụng giải quyết các hiện tượng trong tự nhiên và giải quyết các câu hỏi bài tập.
NĂNG LỰC HÓA HỌC
Nhận thức hóa học
9, HS trình bày được khái niệm phản ứng thuận nghịch và trạng thái cân bằng của một phản ứng thuận nghịch.
10, HS viết được biểu thức hằng số cân bằng (Kc) của một phản ứng thuận nghịch.
11, HS thực hiện được thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ tới chuyển dịch cân bằng:
(1) Phản ứng: 2NO2 ↔ N2O4
(2) Phản ứng thuỷ phân sodium acetate.
12, HS vận dụng được nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelier để giải thích ảnh hưởng của nhiệt độ, nồng độ, áp suất đến cân bằng hoá học.
Tìm hiểu tự nhiên và xã
hội
Trách nhiệm
13, HS vận dụng được nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelier để giải thích hiện tượng thạch nhũ.
14, HS vận dụng được nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelier để giải thích hiện tượng coca trào ra ngoài khi mở nắp.
15, HS vận dụng được nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelier để giải thích hiện tượng nghèo sắt trong máu.
16, HS vận dụng được nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelier để giải thích hiện tượng ngộ độc khí CO.
17, Có tinh thần trách nhiệm cao để hoàn thành nhiệm vụ bài tập nhóm.
18, Có trách nhiệm làm việc nhóm, thảo luận tích cực với các bạn.
19, HS hoàn thành tốt các nhiệm vụ mà GV giao.
Chăm chỉ
Trung thực
20, Siêng năng học bài cũ, soạn và tìm hiểu bài mới, nhiệt tình tham gia các hoạt động trong giờ học.
21, Ghi đúng, chính xác hiện tượng quan sát được vào phiếu học tập.
II. Thiết bị dạy học và học liệu
1. Giáo viên
- Kế hoạch bài dạy, giáo án trình chiếu powerpoint, video thí nghiệm, link trò chơi Kahoot.
- Mã QR video : Tên video Người chạy trên máy chạy bộ
- Dụng cụ dạy học: máy tính, máy chiếu, nam châm, bút lông, giấy A2, giấy A0, chai nhựa, bông gòn, đá sỏi, 4 cốc, phiếu học tập, phiếu trạm, ống nghiệm, ống nhỏ giọt, giá thí nghiệm, kẹp gỗ, đèn cồn, phễu có van khóa, 2 cốc 2 lít, 2 cốc nhỏ, 1 tuýp đựng kem đánh răng, 1 chén nhỏ, 1 cân,1 ống, xi lanh, 1 muỗng.
- Hóa chất: Dung dịch BaCl2, Na2SO4, axit HCl, CaCO3 rắn, quỳ tím nhỏ, dung dịch K2CrO4, dung dịch HCl, dung dịch KOH, khí NO2 trong xilanh kín có pittong, CH3COONa rắn, dung dịch phenolphtalein, nước cất, đá lạnh, bột baking soda (loại làm bánh), tinh bột nghệ, dầu dừa.
2. Học sinh
- Sách giáo khoa.
- Đọc trước nội dung của bài học trong SGK.
- Tìm kiếm những kiến thức có liên quan đến chủ đề Cân bằng hóa học.
III. Tiến trình dạy học
1. Mô tả chung tiến trình dạy học
Mục tiêu Nội dung
Phương pháp, kĩ thuật dạy học
Hoạt động 1: Mở đầu (5 phút).
Giúp HS
định
hình
những
nội dung
sẽ có
trong bài
học, tạo
cho HS
tâm thế
hứng
thú, phấn
khởi, sẵn
sàng vào
bài học.
GV cho HS
xem video để
mở đầu bài học.
Phương pháp sử dụng phương
tiện trực quan, kỹ thuật hỏi đáp
tích cực.
Phương án đánh giá
Thông qua quan sát mức
độ và hiệu quả tham gia
vào hoạt động của học
sinh, hoạt động chung
của cả lớp, GV hướng
dẫn HS thực hiện các
yêu cầu và điều chỉnh.
GV cho HS
thực hiện thí
nghiệm để hình
thành khái
niệm phản ứng
Phương pháp sử dụng thí
nghiệm, phương pháp đàm
thoại, phương pháp dạy học
theo nhóm, kỹ thuật nhóm nhỏ.
Hoạt động 2: Khái niệm phản ứng một chiều, phản ứng thuận nghịch (15 phút). (1), (5), (6), (7), (9), (17), (18), (19).
-Thông qua quan sát
mức độ và hiệu quả tham
gia vào hoạt động của học sinh.
-Thông qua quá trình trả
một chiều, phản
lời câu hỏi, sự góp ý và
ứng thuận
nghịch.
bổ sung của các nhóm
HS khác.
-Thông qua HĐ chung
của cả lớp, GV hướng
dẫn HS thực hiện các yêu cầu và điều chỉnh.
Hoạt động 3: So sánh phản ứng một chiều, phản ứng thuận nghịch (5 phút).
(1), (5), (6), (7), (9), (17), (18), (19).
HS trả lời câu
hỏi của GV để
phân biệt được
phản ứng một chiều, phản ứng
thuận nghịch.
Phương pháp đàm thoại, phương pháp dạy học theo nhóm, kỹ thuật nhóm nhỏ.
-Thông qua quan sát
mức độ và hiệu quả tham
gia vào hoạt động của
học sinh.
-Thông qua quá trình trả
lời câu hỏi, sự góp ý và
bổ sung của các nhóm
HS khác.
-Thông qua HĐ chung
của cả lớp, GV hướng
dẫn HS thực hiện các
yêu cầu và điều chỉnh.
Hoạt động 4: Tìm hiểu cân bằng hóa học là gì? (30 phút).
(2), (5), (6), (7), (8), (17), (18), (19).
- GV đưa ra
tình huống gợi
mở và tổ chức
hoạt động “Đổ nước”.
-\HS suy nghĩ
Phương pháp đàm thoại, phương pháp dạy học theo nhóm, kỹ thuật nhóm nhỏ.
-Thông qua quan sát
mức độ và hiệu quả tham
gia vào hoạt động của học sinh.
-Thông qua quá trình trả
và trả lời câu
lời câu hỏi, sự góp ý và
hỏi, tham gia và
nhận xét hoạt
động đổ nước.
bổ sung của các nhóm
HS khác.
-Thông qua HĐ chung
của cả lớp, GV hướng
dẫn HS thực hiện các yêu cầu và điều chỉnh.
Hoạt động 5: Hằng số cân bằng là gì? Cách xác định hằng số cân bằng (30 phút).
(2), (5), (6), (7), (8), (10), (17), (18), (19).
-GV đặt vấn đề
tổ chức cho HS
làm việc nhóm.
-HS làm việc
nhóm, tìm ra
câu trả lời.
Phương pháp đàm thoại, phương pháp dạy học theo nhóm, kỹ thuật nhóm nhỏ.
-Thông qua quan sát
mức độ và hiệu quả tham
gia vào hoạt động của học sinh.
-Thông qua quá trình trả
lời câu hỏi, sự góp ý và
bổ sung của các nhóm
HS khác.
-Thông qua HĐ chung
của cả lớp, GV hướng dẫn HS thực hiện các yêu cầu và điều chỉnh.
-GV tổ chức trò
chơi “Ai nhanh ai đúng”.
Hoạt động 6: Ứng dụng của hằng số cân bằng (20 phút). (2), (5), (6), (7), (8), (10), (17), (18),
-HS hoạt động nhóm, suy nghĩ
Phương pháp đàm thoại, phương pháp dạy học theo nhóm, kỹ thuật nhóm nhỏ.
-Thông qua quan sát
mức độ và hiệu quả tham
gia vào hoạt động của học sinh.
-2Thông qua quá trình
(19). trả lời câu hỏi trong phiếu học tập.
trả lời câu hỏi, sự góp ý và bổ sung của các nhóm
HS khác.
-Thông qua HĐ chung
của cả lớp, GV hướng
dẫn HS thực hiện các
yêu cầu và điều chỉnh.
Hoạt động 7: Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hoá học (45 phút).
(3), (5), (6), (7), (8), (11), (12), (16), (17), (18), (19).
-GV tổ chức
cho HS hoạt
động theo trạm
để tìm hiểu nội dung bài học.
-HS thực hiện
hoạt động theo
sự hướng dẫn
của GV và
hoàn thành
phiếu bài tập.
Phương pháp sử dụng thí nghiệm, phương pháp dạy học theo nhóm, kỹ thuật nhóm nhỏ.
-Thông qua quan sát
mức độ và hiệu quả tham gia vào hoạt động của học sinh.
-Thông qua quá trình trả
lời câu hỏi, sự góp ý và
bổ sung của các nhóm
HS khác.
-Thông qua HĐ chung
của cả lớp, GV hướng
dẫn HS thực hiện các
yêu cầu và điều chỉnh.
(4), (5), (6), (7), (8), (12), (13), (14), (15), (16), (17), (18), (19).
-GV củng cố
phần nguyên lý
Phương pháp dạy học theo nhóm, kỹ thuật nhóm nhỏ.
-Thông qua quan sát
mức độ và hiệu quả tham
chuyển dịch
cân bằng Lơ
Sa-tơ-li-ê.
- HS thực hiện
hoạt động theo
sự hướng dẫn
của GV và
hoàn thành
phiếu bài tập số
3.
Hoạt động 9: Vận dụng kiến thức (20 phút).
(4), (5), (6), (7), (8), (12), (13), (14), (15), (16), (17), (18), (19).
HS tham gia trò chơi “Vòng quay may mắn” do GV tổ chức.
Phương pháp sử dụng phương tiện trực quan, phương pháp sử dụng trò chơi, phương pháp đàm thoại, phương pháp dạy học theo nhóm, kỹ thuật nhóm nhỏ.
gia vào hoạt động của
học sinh.
-Thông qua quá trình trả
lời câu hỏi, sự góp ý và
bổ sung của các nhóm
HS khác.
-Thông qua HĐ chung
của cả lớp, GV hướng
dẫn HS thực hiện các yêu cầu và điều chỉnh.
-GV quan sát mức độ và hiệu quả tham gia vào hoạt động nhóm của HS.
- GV đánh giá dựa trên câu trả lời và của các nhóm.
Hoạt động 10: Dự án chế tạo kem đánh răng handmade (Làm tại lớp) (20 phút).
(4), (5), (6), (7), (8), (12), (16), (17), (18), (19).
HS chế tạo kem
đánh răng handmade theo hướng dẫn của GV.
Phương pháp sử dụng phương tiện trực quan, phương pháp
đàm thoại, phương pháp dạy
học theo nhóm, phương pháp
dạy học dự án, kỹ thuật nhóm nhỏ.
GV đánh giá dựa vào 3 tiêu chí:
-Nhóm có tuýp kem
đánh răng đẹp nhất.
-Nhóm dọn dẹp khu vực
chế tạo sạch sẽ nhất.
-Nhóm hoàn thành phiếu
Kem đánh răng handmade xuất sắc nhất.
Hoạt động 11 : Củng cố lại kiến thức (15 phút).
(1), (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8), (17), (18), (19).
GV tổng kết lại
kiến thức về
chủ đề Cân
bằng hóa học
thông qua trò
chơi Kahoot.
-HS ôn lại chủ
đề đã học và
xem trước nội dung buổi học
tiếp theo.
Phương pháp sử dụng phương
tiện trực quan, phương pháp sử
dụng trò chơi.
GV nhận xét mức độ qua
tốc độ trả lời câu hỏi và
quá trình làm việc nhóm
của HS.
2. Các hoạt động cụ thể
Hoạt động 1: Mở đầu, giới thiệu nội dung bài học.
Thời gian: 5 phút.
a. Mục tiêu:
Giúp HS định hình những nội dung sẽ có trong bài học, tạo cho HS tâm thế hứng thú, phấn khởi, sẵn sàng vào bài học.
b. Nội dung:
HS xem video
c. Sản phẩm:
Video nói về sự cân bằng trong phản ứng hóa học.
d. Tổ chức hoạt động:
Hoạt động của GV
Hoạt động của HS
-GV ổn định lớp.
-GV cho HS xem video.
-GV hỏi HS: “Video các em vừa xem nói về gì?”
-GV gọi HS khác nhận xét.
-GV: “Vậy để tìm hiểu kĩ về vấn đề này
chúng ta cùng nhau học chủ đề mới có
tên là “Cân bằng hóa học”.”
e. Phương án đánh giá:
- HS xem video.
- HS suy nghĩ trả lời.
- HS nhận xét, bổ sung.
- HS lắng nghe.
Thông qua quan sát mức độ và hiệu quả tham gia vào hoạt động của học sinh, hoạt
động chung của cả lớp, GV hướng dẫn HS thực hiện các yêu cầu và điều chỉnh.
Hoạt động 2: Khái niệm phản ứng một chiều, phản ứng thuận nghịch.
Thời gian: 15 phút.
a. Mục tiêu: HS trình bày được khái niệm phản ứng một chiều, phản ứng thuận nghịch.
b. Nội dung: GV cho HS thực hiện thí nghiệm để hình thành khái niệm phản ứng một chiều, phản ứng thuận nghịch.
c. Sản phẩm:
Thí nghiệm 1
Hiện tượng Có kết tủa trắng xuất hiện.
Sản phẩm có thể quay trở lại
thành chất ban đầu được
không? Không thể.
Phương trình hóa học BaCl2 + Na2SO4 → BaSO4 + 2NaCl
Thí nghiệm 2
Hiện tượng ban đầu
Khí dần dần được sinh ra, giấy quỳ tím dần đổi sang màu đỏ nhạt.
Hiện tượng sau khi đun
Giấy quỳ tím từ màu đỏ nhạt chuyển sang màu tím.
Phương trình hóa học
d. Tổ chức hoạt động:
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
- GV chia HS thành 8 nhóm.
- HS chia nhóm theo hiệu lệnh của GV.
- GV phát phiếu học tập cho mỗi nhóm.
Thí nghiệm 1
- HS nhận phiếu học tập.
Hiện tượng
Sản phẩm có thể quay trở lại thành chất ban đầu được không?
Phương trình hóa học Thí nghiệm 2
Hiện tượng ban đầu
Hiện tượng sau khi đun
Phương trình hóa học
- GV mời một bạn HS lên bảng biểu diễn thí nghiệm 1.
- Quy trình thí nghiệm 1:
Bước 1: Cho vào ống nghiệm 2 ml dung dịch
BaCl2
Bước 2: Tiếp tục cho tiếp vào ống nghiệm 2 ml dung dịch Na2SO4.
- HS chủ động xung phong làm thí nghiệm biểu diễn.
- HS lắng nghe quy trình và chú ý quan sát.
Bước 3: Lắc và quan sát hiện tượng.
Bước 4: Đun nóng và quan sát hiện tượng.
- GV mời một bạn HS lên bảng biểu diễn thí nghiệm 2.
- Quy trình thí nghiệm 2:
Bước 1: Cho vào ống nghiệm 2 muỗng CaCO3 rắn rồi gắn lên giá thí nghiệm.
Bước 2: Cho dung dịch HCl vào phễu có van khóa.
Bước 3: Cho vào ống nghiệm giấy quỳ tím ẩm. Lắp dụng cụ như hình minh họa.
- HS chủ động xung phong làm thí nghiệm biểu diễn.
Bước 4: Mở van để axit nhỏ xuống ống nghiệm. Quan sát hiện tượng ở ống nghiệm
chứa giấy quỳ tím ẩm và màu sắc của giấy quỳ tím.
Bước 5: Hơ nóng ống nghiệm có chứa giấy
quỳ tím ẩm. Quan sát hiện tượng, đặc biệt là
màu sắc của giấy quỳ tím.
- GV cho HS 3 phút để hoàn thành phiếu học tập số 1.
- GV mời bất kì một học sinh lên bảng trình bày kết quả của nhóm mình.
- GV mời các bạn HS nhóm khác nhận xét.
- GV hỏi: “Tại sao màu đỏ của giấy quỳ tím bị mất đi khi hơ nóng?”
- GV mời HS trả lời.
- GV hỏi: “Qua các thí nghiệm và phần trình
bày của nhóm bạn, các em hãy cho cô biết
phản ứng ở thí nghiệm nào chỉ xảy ra một chiều; phản ứng nào xảy ra hai chiều?”
- GV mời HS trả lời.
- GV mời các bạn HS khác nhận xét.
- GV kết luận, yêu cầu HS ghi bài vào vở.
I. Phản ứng một chiều, phản ứng thuận nghịch
1. Phản ứng một chiều:
- Là phản ứng chỉ xảy ra một chiều từ trái sang phải.
- HS hoàn thành phiếu học tập.
- HS lên trình bày.
- HS nhận xét, bổ sung.
- HS suy nghĩ trả lời.
- HS suy nghĩ trả lời.
- HS suy nghĩ trả lời.
- HS suy nghĩ trả lời.
- HS nhận xét, bổ sung.
- HS ghi bài vào vở.
VD: BaCl2 + Na2SO4 → BaSO4 + 2NaCl
- Trong phương trình hóa học của phản ứng một chiều, người ta dùng một mũi tên chỉ chiều phản ứng.
2. Phản ứng thuận nghịch
- Là những phản ứng xảy ra theo hai chiều trái ngược nhau trong cùng điều kiện.
VD: Cl2+H2O⇌HCl+HClO
- Trong phương trình hóa học của phản ứng thuận nghịch, người ta dùng hai mũi tên ngược chiều nhau.
e. Phương án đánh giá:
-Thông qua quan sát mức độ và hiệu quả tham gia vào hoạt động của học sinh.
-Thông qua quá trình trả lời câu hỏi, sự góp ý và bổ sung của các nhóm HS khác.
-Thông qua HĐ chung của cả lớp, GV hướng dẫn HS thực hiện các yêu cầu và điều
chỉnh.
Hoạt động 3: So sánh phản ứng một chiều, phản ứng thuận nghịch.
Thời gian: 5 phút.
a. Mục tiêu: HS so sánh được phản ứng một chiều, phản ứng thuận nghịch.
b. Nội dung: HS trả lời câu hỏi của GV để phân biệt được phản ứng một chiều, phản ứng thuận nghịch.
c. Sản phẩm: