Lý thuyết Hóa học 11 Chân trời sáng tạo (cả năm)

Lý thuyết Hoá học 11 - Chân trời sáng tạo – theo bài học
Bài 1: Khái niệm về cân bằng hoá học
1. Phản ứng một chiều, phản ứng thuận nghịch và cân bằng hoá học
a. Phản ứng một chiều
Trong điều kiện xác định, phản ứng chỉ xảy ra theo chiều từ chất tham gia
tạo thành sản phẩm mà sản phẩm không thể tác dụng với nhau để tạo lại chất
ban đầu, gọi là phản ứng một chiều.
- Trong phương trình hoá học của phản ứng một chiều, người ta dùng kí hiệu
mũi tên (→) chỉ chiều phản ứng. Ví dụ: t 2KMnO  K MnO  MnO  O 4 2 4 2 2
b. Phản ứng thuận nghịch
Trong cùng điều kiện xác định, phản ứng xảy ra theo hai chiều trái ngược
nhau được gọi là phản ứng thuận nghịch.
- Trong phương trình hoá học của phản thuận nghịch người ta dùng kí hiệu hai
nửa mũi tên ngược chiều ( ):
+ chiều từ trái sang phải là chiều thuận
+ chiều từ phải sang trái là chiều nghịch.
Ví dụ: Cl2(g) + H2O(l)
HCl(aq) + HClO(aq)
c. Trạng thái cân bằng của phản ứng thuận nghịch
Trạng thái cân bằng của phản ứng thuận nghịch là trạng thái mà tại đó tốc độ
phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch. Chú ý:
Cân bằng hoá học là một cân bằng động, vì tại trạng thái cân bằng, phản ứng
thuận và phản ứng nghịch vẫn xảy ra, nhưng tốc độ bằng nhau nên không nhận
thấy sự thay đổi thành phần của hệ.
2. Hằng số cân bằng của phản ứng thuận nghịch
Tổng quát, nếu có phản ứng thuận nghịch sau: aA + bB cC + dD
Khi phản ứng ở trạng thái cân bằng, ta có:  c C  d D K = C
AaBb
Trong đó A,B,C và Dlà nồng độ mol các chất A, B, C và D ở trạng thái
cân bằng; a, b, c và d là hệ số tỉ lượng các chất trong phương trình hoá học. Chất
rắn không xuất hiện trong biểu thức hằng số cân bằng.
Trong phản ứng thuận nghịch, hằng số cân bằng KC của phản ứng xác định chỉ
phụ thuộc vào nhiệt độ.
3. Sự chuyển dịch cân bằng hoá học
Sự chuyển dịch cân bằng hoá học là sự dịch chuyển tử trạng thái cân bằng này
sang trạng thái cân bằng khác.
4. Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hoá học
Nguyên lí Le Chatelier: Một phản ứng thuận nghịch đang ở trạng thái cân bằng
khi chịu một tác động từ bên ngoài như biến đổi nồng độ, áp suất, nhiệt độ thì
cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động đó.
- Ảnh hưởng của nhiệt độ đến cân bằng hoá học: Khi hệ đang ở trạng thái cân
bằng, nếu tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều phản ứng thu nhiệt.
Ngược lại, khi giảm nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều phản ứng toả nhiệt.
Ví dụ: Xét phản ứng: 2NO2(g) ⇌ N2O4(g) ∆H = - 58kJ (nâu đỏ) (không màu)
Khi phản ứng trên đang ở trạng thái cân bằng, nếu làm nóng hỗn hợp khí bằng
cách ngâm bình vào nước nóng, màu nâu đỏ của hỗn hợp khí đậm lên. Nếu làm
lạnh bằng cách ngâm bình đựng hỗn hợp khí vào nước đá, màu của hỗn hợp nhạt đi.
- Ảnh hưởng của áp suất đến cân bằng hoá học:
+ Khi hệ đang ở trạng thái cân bằng, nếu tăng hoặc giảm áp suất của hệ, cân
bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm hoặc tăng số mol khí.
+ Khi hệ cân bằng có tổng hệ số tỉ lượng của các chất khí ở hai vế của phương
trình hoá học bằng nhau hoặc trong hệ không có chất khí, việc tăng hoặc giảm
áp suất không làm chuyển dịch cân bằng của hệ. N O 2 4 
Ví dụ: Xét phản ứng: 2NO2(g) ⇌ N2O4(g) K  C NO 2 2 (nâu đỏ) (không màu)
Khi hệ đạt trạng thái cân bằng, nếu tăng áp suất của hệ bằng cách đẩy pit – tông
để thể tích của hệ giảm, lúc này màu nâu đỏ nhạt dần, cân bằng chuyển dịch
theo chiều thuận. Ngược lại, nếu làm giảm áp suất của hệ cân bằng trên bằng
cách kéo pit – tông ra để thể tích của hệ tăng lên, cân bằng sẽ chuyển dịch theo
chiều nghịch, màu nâu đậm dần.
- Ảnh hưởng của nồng độ đến cân bằng hoá học: Khi tăng hoặc giảm nồng độ
một chất trong hệ cân bằng thì cân bằng sẽ chuyển dịch tương ứng theo chiều
làm giảm hoặc tăng nồng độ của chất đó.
Ví dụ: Xét hệ cân bằng sau trong bình kín ở nhiệt độ cao: CO2 C(s)  CO (g) 2CO(g) K  2 C CO2
Khi thổi thêm khí CO2 vào hệ cân bằng thì nồng đồ CO2 tăng lên, lượng CO
phải tăng lên làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.
Chú ý: Chất xúc tác không làm thay đổi nồng độ các chất trong hệ cân bằng và
cũng không làm thay đổi hằng số cân bằng nên không làm chuyển dịch cân bằng.
Chất xúc tác có tác dụng làm tăng tốc độ phản ứng thuận nghịch nên làm cho hệ
nhanh chóng đạt trạng thái cân bằng.
Bài 2: Cân bằng trong dung dịch nước
1. Sự điện li, chất điện li, chất không điện li a. Hiện tượng điện li
Quá trình phân li các chất trong nước tạo thành các ion được gọi là sự điện li Ví dụ: NaCl Na Cl  
Chú ý: Trong dung dịch, chất điện li phân li thành các ion. Phương trình ion cho
biết bản chất của phản ứng xảy ra trong dung dịch điện li. Ví dụ một số phương trình ion: H  OH  H O 2
H  HCO  CO  H O 3 2 2 2 2 Ba  SO   BaSO  4 4
b. Sự phân loại các chất điện li
- Chất điện li mạnh là chất khi tan trong nước, các phân tử hoà tan đều phân li thành ion. Ví dụ: HCl H Cl  
Chất điện li mạnh bao gồm acid mạnh, base mạnh và hầu hết các muối. Trong
phương trình điện li của chất điện li mạnh, người ta dùng một mũi tên chỉ chiều của quá trình điện li.
- Chất điện li yếu là chất khi tan trong nước chỉ có một số phân tử hoà tan phân
li thành ion, phần còn lại vẫn tồn tại dưới dạng phân tử trong dung dịch. Ví dụ: CH COOH CH COO H   3 3
Chất điện li yếu bao gồm các acid yêu, base yếu,… Trong phương trình điện li
của chất điện li yếu, người ta dùng hai nửa mũi tên ngược chiều nhau.
- Chất không điện li là chất khi hoà tan vào trong nước, các phân tử không phân li thành ion.
2. Thuyết Bronsted – Lowry về acid - base
Acid là chất cho proton (H) , base là chất nhận proton. Acid và base có thể là phân tử hoặc ion. Ví dụ:   2 HCO H O H O CO    3 2 3 3