Hãy cho biết trong công nghiệp, để thu được nhiều NH3 hơn thì cần tăng hay giảm nồng độ N2 và H2...

Hướng dẫn giải :

aA + bB ⇌ mM + nM

Khi đó biểu thức tính hằng số cân bằng K_C như sau: \[{{\rm{K}}_{\rm{C}}}{\rm{ = }}\frac{{{{{\rm{[M]}}}^{\rm{m}}}{{{\rm{[N]}}}^{\rm{n}}}}}{{{{{\rm{[A]}}}^{\rm{a}}}{{{\rm{[B]}}}^{\rm{b}}}}}\]

Trong đó: a, b, m, n lần lượt là hệ số tỉ lượng tương ứng của các chất A, B, M, N trong phương trình hoá học; (A), (B), (M), (N) lần lượt là nồng độ mol của các chất A, B, M, N ở trạng thái cân bằng.

Hằng số cân bằng càng lớn (hay nhỏ) cho biết mức độ phản ứng thuận diễn ra thuận lợi hay không thuận lợi.

Lời giải chi tiết :

N₂ (g) + 3H₂ (g) ⇌ 2NH₃ (g)

\[{{\rm{K}}_{\rm{C}}}{\rm{ = }}\frac{{{{{\rm{[N}}{{\rm{H}}_3}{\rm{]}}}^2}}}{{{\rm{[}}{{\rm{N}}_2}{\rm{][}}{{\rm{H}}_2}{{\rm{]}}^3}}}\]

Ta thấy, K_C càng lớn, phản ứng thuận tạo ra NH₃ diễn ra càng thuận lợi, các chất ở trạng thái cân bằng chủ yếu là chất sản phẩm. Do đó người ta tăng nồng độ N₂ và H₂ để lượng NH₃ sinh ra nhiều hơn.

Hướng dẫn giải :

Với một phản ứng thuận nghịch bất kì:

aA + bB ⇌ mM + nM

K_C được gọi là hằng số cân bằng (tính theo nồng độ mol), giá trị của K_C chỉ phụ thuộc vào bản chất của các chất trong cân bằng và nhiệt độ.

Khi đó biểu thức tính K_C như sau: \[{{\rm{K}}_{\rm{C}}}{\rm{ = }}\frac{{{{{\rm{[M]}}}^{\rm{m}}}{{{\rm{[N]}}}^{\rm{n}}}}}{{{{{\rm{[A]}}}^{\rm{a}}}{{{\rm{[B]}}}^{\rm{b}}}}}\]

Trong đó: a, b, m, n lần lượt là hệ số tỉ lượng tương ứng của các chất A, B, M, N trong phương trình hoá học; (A), (B), (M), (N) lần lượt là nồng độ mol của các chất A, B, M, N ở trạng thái cân bằng.

Lưu ý: Trong công thức tính hằng số cân bằng K_C, chỉ xét những chất ở thể khí và chất tan trong dung dịch.

Lời giải chi tiết :

HA ⇌ H⁺ + A^-

Ban đầu: 0,5

Phản ứng: x → x → x

Cân bằng: (0,5 – x) x x

\[\begin{array}{l}{\rm{ }}{{\rm{K}}_{{\rm{C(HA)}}}} = {\rm{ }}0,2\\ \Leftrightarrow \frac{{{\rm{[}}{{\rm{H}}^{\rm{ + }}}{\rm{][}}{{\rm{A}}^{\rm{ - }}}{\rm{]}}}}{{{\rm{[HA]}}}}{\rm{ = 0}}{\rm{,2}}\\ \Leftrightarrow \frac{{{\rm{x}}{\rm{.x}}}}{{{\rm{(0}}{\rm{,5 - x)}}}}{\rm{ = 0}}{\rm{,2}}\\ \Rightarrow {\rm{x}} \approx {\rm{0}}{\rm{,232 (M) = [}}{{\rm{H}}^{\rm{ + }}}{\rm{]}}\end{array}\]

HB ⇌ H⁺ + B^-

Ban đầu: 0,5

Phản ứng: y → y → y

Cân bằng: (0,5 – y) y y

\[\begin{array}{l}{\rm{ }}{{\rm{K}}_{{\rm{C(HB)}}}} = {\rm{ }}0,1\\ \Leftrightarrow \frac{{{\rm{[}}{{\rm{H}}^{\rm{ + }}}{\rm{][}}{{\rm{B}}^{\rm{ - }}}{\rm{]}}}}{{{\rm{[HB]}}}}{\rm{ = 0}}{\rm{,1}}\\ \Leftrightarrow \frac{{{\rm{y}}{\rm{.y}}}}{{{\rm{(0}}{\rm{,5 - y)}}}}{\rm{ = 0}}{\rm{,1}}\\ \Rightarrow {\rm{y}} \approx {\rm{0}}{\rm{,179 (M) = [}}{{\rm{H}}^{\rm{ + }}}{\rm{]}}\end{array}\]

Ta thấy nồng độ H⁺ trong sinh ra trong phản ứng phân li HA lớn hơn nồng độ nồng độ H⁺ trong sinh ra trong phản ứng phân li HB và K_C(HA) > K_C(HB), chứng tỏ hằng số cân bằng (hằng số phân li acid) càng lớn, acid càng dễ tạo thành H⁺, acid càng mạnh.