Các dạng bài toán tính nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng | Lý thuyết, công thức, các dạng bài tập và cách giải

Các dạng bài toán tính nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng

Phương pháp giải

Xét phản ứng đồng thể đơn giản tổng quát:

aA + bB ↔ cC + dD

- Khi hệ đạt trạng thái cân bằng: v_thuận = v_nghịch

: Hằng số cân bằng biểu diễn theo nồng độ(đối với dung dịch)

: Hằng số cân bằng biểu diễn theo áp suất riêng phần(đối với chất khí)

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

- Trong bình kín thì m_t = m_s 

- Bình kín, nhiệt độ không đổi thì 

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

2A_(k) + B_(k) ↔ 2X_(k) + 2Y_(k)

BĐ (n0): 1      1            1      1 (mol)

⇒ [B] = 0,7 : 3 = 0,35M

⇒ Đáp án 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 850^oC 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 = Am

Tại cân bằng: [CO] = 0,2 – a; [H₂O] = 0,3 – a; [CO2] = a; [H₂] = a

a = 0,12 ⇒ [CO] = 0,08M; [CO₂] = 0,18M

⇒ Đáp án D

Ví dụ 3: Một bình kín chứa NH₃ ở 0^oC và 1 atm với nồng độ 1 mol/l. Nung bình kín đó đến 546^oC 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 546^oC 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

Vì thể tích dung dịch không đổi nên:

⇒ x = 0,05

Ta có:

⇒ Đáp án C

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

A. 0,040.     B. 0,007.

C. 0,00678.     D. 0,008.

Lời giải:

n_N2O4 = 0,2 mol

Gọi n_N2O4 pư = x mol

n_{cân bằng} = 0,2 – x + 2x = 0,2 + x = 0,24 ⇒ x = 0,04 mol

⇒ [NO₂] = 0,04 : 5,9 = ; [N₂O₄] = 8/295

⇒ Đáp án B

Ví dụ 5: Trong một bình kín chứa 10 lít nitơ và 10 lít hiđro ở nhiệt độ 0^oC và 10 atm. Sau phản ứng tổng hợp NH₃, lại đưa bình về 0^oC. 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:

(hiệu suất tính theo H₂)

Ta có thể tích và nhiệt độ không đổi

⇒ P_sau = 10 : 5/4 = 8 atm

⇒ Đáp án B