Giáo án hóa 11 bài 1 mở đầu về cân bằng hóa học cánh diều

Giáo án hóa 11 bài 1 mở đầu về cân bằng hóa học cánh diều

BÀI 1 : CÂN BẰNG HÓA HỌC

I. Mục tiêu

1. Kiến thức

Sau bài học này, HS sẽ:

• Trình bày được khái niệm phản ứng thuận nghịch và trạng thái cân bằng của một phản ứng thuận nghịch
• Viết được biểu thức hằng số cân bằng (K_C) của một phản ứng thuận nghịch
• Thực hiện được thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ tới chuyển dịch cân bằng.
• 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 hóa học.

2. Năng lực:

2.1. Năng lực chung:

• Năng lực tự chủ và tự học: Chủ động, tích cực tìm hiểu được khái niệm phản ứng thuận nghịch và trạng thái cân bằng của một phản ứng thuận nghịch
• Năng lực giao tiếp và hợp tác: Sử dụng ngôn ngữ khoa học để mô tả các khái niệm, hiện tượng. Hoạt động nhóm một cách hiệu quả theo đúng yêu cầu của GV, tích cực tham gia các hoạt động trong lớp.
• Giải quyết vấn đề và sáng tạo: Thảo luận với các thành viên trong nhóm nhằm giải quyết các vấn đề trong bài học để hoàn thành nhiệm vụ học tập.

2.2. Năng lực hóa học:

a. Nhận thức hoá học: Nêu được khái niệm phản ứng thuận nghịch và trạng thái cân bằng của một phản ứng thuận nghịch.

b. Tìm hiểu tự nhiên dưới góc độ hóa học: Thông qua các hoạt động thảo luận, quan sát các hiện tượng thí nghiệm rút ra được nhận xét về phản ứng thuận nghịch và cân bằng hóa học, dự đoán được chiều chuyển dịch cân bằng hóa học trong những điều kiện cụ thể.

c. Vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học để giải thích được: Vận dụng được các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học, đề xuất cách tăng hiệu suất phản ứng trong trường hợp cụ thể.

3. Phẩm chất  

– Trách nhiệm: nghiêm túc thực hiện các nhiệm vụ học tập được giao.

– Trung thực: thành thật trong việc thu thập các tài liệu, viết báo cáo và các bài tập.

– Chăm chỉ: tích cực trong các hoạt động cá nhân, tập thể.

– Nhân ái: quan tâm, giúp đỡ, chia sẻ những khó khăn trong việc thực hiện nhiệm vụ học tập.

II. Thiết bị dạy học và học liệu

1. Giáo viên

• SGK, SGV, SBT.
• Tranh ảnh, video thí nghiệm liên quan đến bài học (nếu cần).
• Dụng cụ hóa chất để thực hiện các thí nghiệm trong SGK.

2. Học sinh

• SGK, SBT.
• Tranh ảnh, tư liệu sưu tầm liên quan đến bài học và dụng cụ học tập (nếu cần) theo yêu cầu của GV.

III. Tiến trình dạy học

1. Hoạt động 1: Khởi động

   a) Mục tiêu:

 – Huy động các kiến thức đã được học tạo nhu cầu tiếp tục tìm hiểu kiến thức mới.

– Tìm hiểu về phản ứng một chiều và phản ứng thuận nghịch.

– Rèn năng lực quan sát năng lực sử dụng ngôn ngữ: Diễn đạt, trình bày ý kiến, nhận định của bản thân.

   b) Nội dung: GV trình bày vấn đề, HS suy nghĩ và trả lời câu hỏi.

c) Sản phẩm: HS trả lời được câu hỏi theo ý kiến cá nhân.

d) Tổ chức thực hiện:

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ:

– GV đặt vấn đề:

 Khí NO₂ (màu nâu đỏ) liên tục chuyển hóa thành khí N₂O₄ (không màu) và ngược lại, tại một điều kiện xác định. Tại điều kiện này, khí NO₂ cũng như khí N₂O₄ trong các bình riêng biệt (Hình 1.1), sau một thời gian đều chuyển thành hỗn hợp khí có thành phần như nhau và không đổi theo thời gian.

 Tại thời điểm hỗn hợp khí trong hai bình có thành phần như nhau, có phản ứng diễn ra trong hai bình này hay không ?

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

– HS lắng nghe câu hỏi, suy nghĩ, thảo luận trả lời câu hỏi phần khởi động.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

– HS đưa ra những nhận định ban đầu.

– Tại thời điểm hỗn hợp khí trong hai bình có thành phần như nhau, có phản ứng diễn ra trong hai bình này nhưng tại trạng thái này tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch nên thành phần khí như nhau và không đổi.

Bước 4: Kết luận, nhận định

– GV đánh giá câu trả lời của HS, trên cơ sở đó dẫn dắt HS vào bài học – Bài 1: Mở đầu về cân bằng hóa học.

2. Hoạt động 2: Hình thành kiến thức mới

Hoạt động 1: Tìm hiểu về khái niệm phản ứng thuận nghịch và trạng thái cân bằng Mục tiêu: Thông qua hoạt động, HS trình bày được khái niệm phản ứng một chiều, phản ứng thuận nghịch, trạng thái cân bằng của phản ứng thuận nghịch.
Hoạt động của GV và HS	Sản phẩm dự kiến
Giao nhiệm vụ học tập: * Phản ứng một chiều – GV viết phương trình hóa học : Fe(s) + 2HCl(aq) FeCl2(aq) + H2(g)     (1) – GV nêu đặc điểm của phản ứng (1): + Trong cùng điều kiện, FeCl2(aq) và H2(g) không thể biến đổi lại thành Fe(s) và HCl(aq) được. + Phản ứng có đặc điểm như vậy được gọi là phản ứng một chiều. – GV chốt lại đặc điểm của phản ứng một chiều: Các chất sản phẩm không phản ứng lại được với nhau tạo thành chất đầu. – GV đặt câu hỏi: Vậy có phản ứng nào mà các chất sản phẩm lại phản ứng được với nhau để tạo thành chất đầu không? * Phản ứng thuận nghịch – GV: Trong thực tế, nhiều phản ứng không chỉ diễn ra theo một chiều mà đồng thời theo cả hai chiều, chiều thuận và chiều nghịch. – GV yêu cầu HS thảo luận cặp đôi tìm hiểu Ví dụ 1 SGK trang 7 và trả lời câu hỏi: N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)     (1) + Chiều các chất ban đầu tạo thành sản phẩm được gọi là chiều gì? (chiều thuận) + Chiều các chất sản phẩm tạo thành chất ban đầu được gọi là chiều gì? (chiều nghịch) + Phản ứng thuận nghịch là gì? – GV kết luận: Phản ứng (1) được gọi là phản ứng thuận nghịch. – GV yêu cầu HS trả lời Câu hỏi 1 SGK trang 7: 1. Hãy nêu một số ví dụ về phản ứng thuận nghịch mà em biết. * Trạng thái cân bằng – GV chia lớp thành các nhóm, thảo luận nghiên cứu về trạng thái cân bằng hóa học thông qua Ví dụ 2 SGK trang 7, 8: H2(g) + I2(g)  2HI (g) – GV yêu cầu các nhóm trả lời Câu hỏi 2, 3 SGK trang 7: 2. Xét Ví dụ 2: a) Giải thích vì sao màu tím của hỗn hợp khí lại nhạt dần so với lúc mới bắt đầu trộn hai khí H2 và I2 với nhau. b) Sau một khoảng thời gian, màu tím của hỗn hợp không thay đổi, chứng tỏ nồng độ của chất nào không thay đổi? 3. Cho hai đồ thị (a) và (b) dưới đây. Mỗi đồ thị biểu diễn sự thay đổi tốc độ phản ứng thuận và tốc độ phản ứng nghịch theo thời gian Hãy cho biết đồ thị nào thể hiện đúng Ví dụ 2. Đường màu xanh trong đồ thị đó biểu diễn tốc độ phản ứng thuận hay tốc độ phản ứng nghịch? – GV dẫn dắt HS nhận xét: Trong thí nghiệm trên, lúc đầu phản ứng thuận có tốc độ lớn hơn phản ứng nghịch và ưu tiên tạo ra hydrogen iodine. Theo thời gian, tốc độ phản ứng thuận giảm dần, tốc độ phản ứng nghịch tăng dần đến khi tốc độ hai phản ứng bằng nhau. Tại thời điểm này, số mol của các chất hydrogen, iodine, hydrogen iodine không thay đổi nữa. Đây là thời điểm phản ứng thuận nghịch đạt tới trạng thái cân bằng. – GV đưa ra khái niệm trạng thái cân bằng của phản ứng thuận nghịch. – GV nhấn mạnh với HS đặc điểm của cân bằng hóa học: Cân bằng hóa học là một cân bằng động, ở trạng thái cân bằng phản ứng thuận và phản ứng nghịch vẫn tiếp diễn với tốc độ bằng nhau nhưng nồng độ của một chất bất kì trong phản ứng không đổi là do lượng mất đi và lượng sinh ra chất đó bằng nhau. – GV yêu cầu HS thảo luận trả lời Câu hỏi 4 SGK trang 8: 4. Vì sao giá trị  là một hằng số ở nhiệt độ xác định? Thực hiện nhiệm vụ: – HS suy nghĩ trả lời câu hỏi của GV, Câu hỏi 1 – 4 SGK trang 7, 8. – GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết. Báo cáo, thảo luận: – Đại diện HS trả lời câu hỏi của GV, Câu hỏi 1 – 4 SGK trang 7, 8. – GV mời HS khác nhận xét, bổ sung. Kết luận, nhận định: GV đánh giá, nhận xét, tổng kết các đặc điểm của phản ứng một chiều và phản ứng thuận nghịch, trạng thái cân bằng của phản ứng thuận nghịch.	I. Khái niệm phản ứng thuận nghịch và trạng thái cân bằng – Phản ứng một chiều là phản ứng chỉ xảy ra theo chiều chất phản ứng biến đổi thành chất sản phẩm, ví dụ : Fe(s) + 2HCl(aq)  FeCl2(aq) + H2(g).           Ví dụ 1 (SGK trang 7) – Phản ứng thuận nghịch là phản ứng trong đó ở cùng điều kiện, xảy ra đồng thời sự chuyển chất phản ứng thành chất sản phẩm và sự chuyển chất sản phẩm thành chất phản ứng. Trả lời câu hỏi 1 SGK trang 7: Một số ví dụ về phản ứng thuận nghịch: 2SO2 + O2  2SO3 CH3COOH + C2H5OH  CH3COOC2H5 + H2O Ví dụ 2 (SGK trang 7, 8) Trả lời Câu hỏi 2, 3 SGK trang 7: Câu 2. a) Sau khi trộn hai khí, phản ứng thuận diễn ra, nồng độ H2 và I2 giảm dần nên  giảm dần, màu tím của hỗn hợp cũng giảm dần. b) Sau một khoảng thời gian, màu tím của hỗn hợp không thay đổi, chứng tỏ nồng độ của I2 không thay đổi nữa. Câu 3. Hướng dẫn giải Đồ thị (a) thể hiện đúng tốc độ phàn ứng thuận nghịch do sau một khoảng thời gian nhất định, tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch.Đường màu xanh trong đồ thị biểu diễn tốc độ phản ứng nghịch do sau khi trộn hai khí, phản ứng thuận diễn ra, nồng độ HI và I2 giảm dần nên V thuận giảm dần. Trong khi đó, lượng HI sinh ra theo phản ứng thuận càng nhiều và nồng độ HI tăng nên V nghịch tăng dần. Khái niệm: Trạng thái cân bằng của phản ứng thuận nghịch là trạng thái mà tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch. Đặc điểm: + Cân bằng hóa học là một cân bằng động + Ở trạng thái cân bằng, phản ứng thuận và phản ứng nghịch vẫn tiếp diễn với tốc độ bằng nhau. + Ở trạng thái cân bằng, nồng độ của một chất bất kì trong phản ứng không đổi. Trả lời Câu hỏi 4 SGK trang 8: Vì  chỉ phụ thuộc vào bản chất của các chất trong cân bằng và nhiệt độ. => Giá trị là một hằng số ở nhiệt độ xác định.   – Ở trạng thái cân bằng, trong hệ luôn luôn có mặt chất phản ứng và các chất  sản phẩm.
Hoạt động 2: Tìm hiểu biểu thức hằng số cân bằng và ý nghĩa Mục tiêu: Thông qua hoạt động, HS viết được biểu thức hằng số cân bằng (KC) của một phản ứng thuận nghịch, nêu được ý nghĩa của biểu thức hằng số cân bằng.
Hoạt động của GV và HS	Sản phẩm dự kiến
Giao nhiệm vụ học tập: * Biểu thức hằng số cân bằng – GV giới thiệu biểu thức tính tính hằng số cân bằng của phản ứng thuận nghịch tổng quát. aA + bB  mM + nN – GV lưu ý HS: + Hằng số cân bằng KC của một phản ứng thuận nghịch, chỉ phụ thuộc nhiệt độ và bản chất của phản ứng, không phụ thuộc nồng độ ban đầu của các chất. + Nồng độ của chất rắn được coi bằng 1 và không có mặt trong biểu thức tính hằng số cân bằng. – GV lấy ví dụ về phản ứng thuận nghịch có mặt của chất rắn và hướng dẫn HS viết biểu thức hằng số cân bằng của phản ứng: C(s) + CO2(g)  2CO(g) – GV yêu cầu HS thảo luận trả lời Câu hỏi 5, 6 SGK trang 9: 5. Viết biểu thức hằng số cân bằng KC cho phản ứng thuận nghịch: a) N2(g) + 3H2(g)  2NH3(g) b) CaCO3(s)  CaO(s) + CO2(g) 6. Viết biểu thức hằng số cân bằng KC cho phản ứng (*), (**) dưới đây. H2(g) + I2(g)  2HI(g)     (*) H2(g) + I2(g)  HI(g)     (**) Theo em, giá trị hai hằng số cân bằng này có bằng nhau không? * Ý nghĩa của hằng số cân bằng – GV yêu cầu HS hoạt động nhóm tìm hiểu ý nghĩa biểu thức hằng số cân bằng qua các Ví dụ 3, 4 SGK trang 9, 10.   – GV: Như vậy, dựa vào độ lớn của hằng số cân bằng có thể biết được nồng độ của chất tham gia hay chất sản phẩm là chiếm ưu thế ở trạng thái cân bằng, cũng như phản ứng thuận có xảy ra thuận lợi hay không. – GV yêu cầu HS rút ra các kết luận về ý nghĩa của biểu thức hằng số cân bằng: + Nếu phản ứng thuận nghịch có KC rất lớn so với 1 thì phản ứng thuận diễn ra như thế nào? Các chất ở trạng thái cân bằng chủ yếu là chất nào? + Nếu phản ứng thuận nghịch có KC rất nhỏ so với 1 thì phản ứng thuận diễn ra như thế nào? Các chất ở trạng thái cân bằng chủ yếu là chất nào? – GV cho HS đọc mục Em có biết SGK trang 10, GV lưu ý HS: Hằng số cân bằng lớn (hay nhỏ) chỉ cho biết phản ứng thuận diễn ra thuận lợi hay không thuận lợi mà không cho biết thời gian đạt đến trạng thái cân bằng là nhanh hay chậm. – GV yêu cầu HS trả lời Câu hỏi 7 SGK trang 10: 7. Hai acid HA và HB cùng nồng độ ban đầu là 0,5 M, phân li trong nước theo các cân bằng: HA  H+ + A– HB  H++ B– Với các hằng số cân bằng (hay gọi là hằng số phân li acid) tương ứng là KC(HA) = 0,2 và KC(HB) = 0,1. Tính nồng độ H+ của mỗi dung dịch acid. Rút ra kết luận về mối liên hệ giữa độ mạnh của acid với độ lớn của hằng số phân li acid. Biết rằng acid càng mạnh khi càng dễ tạo ra H+ Thực hiện nhiệm vụ: – HS thảo luận theo cặp đôi, đọc hiểu Ví dụ 3, 4 và trả lời Câu hỏi 5, 6, 7 SGK trang 9, 10 – GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết. Báo cáo, thảo luận: – Đại diện HS trả lời Câu hỏi 5, 6, 7 SGK trang 9, 10 – GV mời HS khác nhận xét, bổ sung. Kết luận, nhận định: GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức về biểu thức hằng số cân bằng và ý nghĩa, chuyển sang nội dung mới. Methanol (CH3OH) là nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp hoá học. Dựa vào hằng số cân bằng của các phàn ứng ở 25°C, hãy lựa chọn phản ứng thích hợp đế điều chế CH3OH. Giái thích? (1) CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) Kc = 2,26.104 (2) CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)        Kc = 8,27. 10-1	2. Biểu thức hằng số cân bằng và ý nghĩa. a. Biểu thức hằng số cân bằng – Biểu thức tính hằng số cân bằng của phản ứng thuận nghịch aA + bB  mM + nN                                           A, B, M, N là những chất khí hoặc những chất tan trong dung dịch phản ứng ở trạng thái cân bằng, ta có: Trong đó: [A], [B], [M], [N] là nồng độ mol/l của các chất A, B, M và N; a, b, m, n lần lượt là hệ số tỉ lượng các chất trong phương trình hóa học. Trả lời Câu hỏi 5, 6 SGK trang 9: 5. 6. Hai giá trị hằng số cân bằng này không bằng nhau.   2. Ý nghĩa của biểu thức hằng số cân bằng  Ví dụ 3, 4 (SGK trang 9, 10) – KC phụ thuộc vào bản chất của phản ứng và nhiệt độ. – KC rất lớn so với 1 thì phản ứng thuận càng chiếm ưu thế hơn, các chất ở trạng thái cân bằng chủ yếu là chất sản phẩm – Ngược lại, KC rất nhỏ so với 1 thì phản ứng nghịch càng chiếm ưu thế hơn, các chất ở trạng thái cân bằng chủ yếu là chất ban đầu.    Trả lời Câu hỏi 7 SGK trang 10: HA  H+ + A– Co                0,5      [ ]              0,5 – a   a       a KC(HA) =  =  = 0,2  a = 0,232 HB  H++ B– Co                0,5      [ ]              0,5 – b   b       b KC(HB) =  =  = 0,1  b = 0,179 Ta có: a > b; KC(HA) > KC(HB) nên hằng số phân li acid càng lớn, acid càng mạnh.                                           Hướng dẫn giải Phán ứng (1) là phán ứng thuận nghịch có Kc = Kc = 2,26.104 rất lớn so với 1 nên phân ímg thuận diễn ra thuận lợi hơn rất nhiều so với phân ứng nghịch => các chất ớ trạng thái cân bằng chú yếu là chất sản phẩm => Phản ứng (1) thích hợp đế điều chế CH3OH trong công nghiệp.
Hoạt động 3: Tìm hiểu về sự chuyển dịch cân bằng và các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học Mục tiêu: – Nêu định nghĩa về sự chuyển dịch cân bằng. – Hiểu được nguyên lí chuyển dịch cân bằng Lơ Sa-tơ-li-ê. – Hiểu được các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học. – Dự đoán được chiều chuyển dịch cân bằng hoá học trong những điều kiện cụ thể. – Rèn năng lực phân tích, tổng hợp, tư duy logic, năng lực thực hành hóa học.
Hoạt động của GV và HS	Sản phẩm dự kiến
Giao nhiệm vụ học tập: Trong video thí nghiệm về cân bằng khí giữa NO2 và N2O4, giải thích nguyên nhân dẫn đến sự thay đổi màu → Hình thành định nghĩa về sự chuyển dịch cân bằng hóa học. Thực hiện nhiệm vụ: GV chia lớp thành 4 nhóm, yêu cầu các nhóm thảo luận để hoàn thành phiếu học tập số 3. Nhóm 1: Ảnh hưởng của nồng độ Thành phần chính của tinh dầu chuối là ester CH3COOCH2CH2CH(CH3)2. Để thu được hồn hợp chất chứa nhiều ester này thì cần thay đổi nồng độ các chất như thế nào trong cân bằng: CH3COOH(aq)     ROH(aq) CH3CHOOR(aq) + H2O(1). Với R là (CH3)2CHCH2CH2-.   Nhóm 2: Ảnh hưởng của áp suất Cân bằng 2NO2(g) N2O4(g) chuyển dịch theo chiều nào khi tăng áp suất của hỗn hợp (bằng cách nén hỗn hợp) ở điều kiện nhiệt độ không đổi. Biết rằng áp suất tỉ lệ với số mol chất khí. Nhóm 3: Ảnh hưởng của nhiệt độ Nhóm 4: Vai trò của chất xúc tác Báo cáo, thảo luận: GV mời 4 nhóm báo cáo kết quả (mỗi nhóm 1 nội dung), các nhóm khác góp ý, bổ sung, phản biện. GV chốt lại kiến thức. + Nếu HS vẫn không giải quyết được, GV có thể gợi ý cho HS. Kết luận, nhận định: + Thông qua quan sát mức độ và hiệu quả tham gia vào hoạt động của học sinh. + Thông qua HĐ chung của cả lớp, GV hướng dẫn HS thực hiện các yêu cầu và điều chỉnh.	III. ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ, NỒNG ĐỘ VÀ ÁP SUẤT ĐẾN CÂN BẰNG HÓA HỌC 2.  Định nghĩa  Sự chuyển dịch cân bằng hóa học là sự dịch chuyển từ trạng thái cân bằng này sang trạng thái cân bằng khác do tác động từ các yếu tố bên ngoài lên cân bằng. * Nguyên lý chuyển dịch cân bằng Lơ Sa-tơ-li-ê:    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 bên ngoài đó. 1. Ảnh hưởng của nồng độ VD:  CH3COOH(aq) + ROH(aq)  CH3CHOOR(aq) + H2O(l) Hướng dẫn giải Đế nâng cao hiệu suất của phàn ứng (tức thu được hồn hợp chất chứa nhiều ester này) có thế lấy dư chất tham gia (CH3COOH, ROH) (tăng nồng độ chất tham gia) hoặc tách lấy ester (CH3CHOOR), them H2SO4 đặc hút nước (giảm nồng độ các chất sản phẩm). 2. Ảnh hưởng của áp suất VD: 2NO2(g) N2O4(g) Hướng dẫn giải Khi tăng áp suất cua hỗn hợp, cân băng sẽ chuyển dịch theo chiều chống lại sự thay đổi đó, nghĩa là theo chiều giảm áp suất (hay chính là chiều giảm số mol khí), tức chiều thuận. + Tăng p CBCD theo làm giảm p, tức giảm số mol khí: Chiều nghịch + Giảm pCBCD theo làm tăng p, tức tăng số mol khí:  Chiều thuận. Lưu ý: TH áp suất không ảnh hưởng đến hệ cân bằng: + Hệ không có chất khí. + Số mol khí ở cả 2 vế là như nhau. 3. Ảnh hưởng của nhiệt độ VD: N2O4 (k)     2NO2  (k)  ∆H > 0 + Tăng t0  CBCD theo làm giảm t0, tức chiều thu nhiệt: Chiều thuận + Giảm t0 CBCD theo làm tăng t0, tức chiều tỏa nhiệt: Chiều nghịch. 4. Vai trò của chất xúc tác – Không biến đổi nồng độ các chất. – Tăng tốc độ phản ứng thuận và phản ứng nghịch như nhau. → Không làm biến đổi hằng số cân bằng. → Không làm chuyển dịch cân bằng.   Nồng độ Tăng Cân bằng chuyển dịch theo chiều Giảm nồng độ Giảm Tăng nồng độ Áp suất Tăng Giảm số mol khí Giảm Tăng số mol khí Nhiệt độ   Tăng Thu nhiệt Giảm Tỏa nhiệt Chất xúc tác Không làm chuyển dịch cân bằng
Hoạt động 3: Tìm hiểu ý nghĩa của tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học trong sản xuất hóa học Mục tiêu: – Vận dụng được các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hoá học để đề xuất cách tăng hiệu suất phản ứng trong trường hợp cụ thể. – Rèn năng lực phân tích, tổng hợp, tư duy logic, năng lực thực hành hóa học.
Hoạt động của GV và HS	Sản phẩm dự kiến
Giao nhiệm vụ học tập: GV chia lớp thành 2 nhóm, yêu cầu các nhóm thảo luận để hoàn thành phiếu học tập số 4. Thực hiện nhiệm vụ: GV mời 2 nhóm báo cáo kết quả (mỗi nhóm 1 nội dung về tổng hợp SO3 hoặc NH3), các nhóm khác góp ý, bổ sung, phản biện. GV chốt lại kiến thức. Báo cáo, thảo luận: – Nếu HS vẫn không giải quyết được, GV có thể gợi ý cho HS. + Phân tích các đặc điểm của phản ứng. + Áp dụng các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học. Kết luận, nhận định: + Thông qua quan sát mức độ và hiệu quả tham gia vào hoạt động của học sinh. + Thông qua HĐ chung của cả lớp, GV hướng dẫn HS thực hiện các yêu cầu và điều chỉnh.	IV. Ý NGHĨA TRONG SẢN XUẤT HÓA HỌC * Thay đổi các yếu tố nồng độ, áp suất, nhiệt độ, chất xúc tác →        Tăng tốc độ phản ứng.             Tăng hiệu suất phản ứng. – Trong quá trình sản xuất axit sunfuric, để thu được nhiều SO3, phải + Dùng chất xúc tác. + Tăng nồng độ O2 (lấy lượng dư không khí). + Nhiệt độ: 450 – 500oC. – Để tăng hiệu suất tổng hợp NH3 trong công nghiệp, các điều kiện áp dụng là: + Dùng chất xúc tác. + Áp suất cao. + Nhiệt độ: 450 – 500oC.

3. Hoạt động 3: Luyện tập

a) Mục tiêu: – Củng cố, khắc sâu kiến thức đã học trong bài về nguyên lí chuyển dịch cân bằng hóa học và các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học.

– Tiếp tục phát triển năng lực: tính toán, sáng tạo, giải quyết các vấn đề thực tiễn thông qua kiến thức môn học, vận dụng kiến thức hóa học vào cuộc sống.

b) Nội dung: hoàn thành các câu hỏi/ bài tập trong phiếu học tập.

PHIẾU HỌC TẬP SỐ 5 Câu 1: Cân bằng hóa học là một trạng thái của phản ứng thuận nghịch mà: A. Tốc độ phản ứng thuận bằng hai lần tốc độ phản ứng nghịch. B. Tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch. C. Tốc độ phản ứng thuận bằng nửa tốc độ phản ứng nghịch. D. Tốc độ phản ứng thuận bằng k lần tốc độ phản ứng nghịch. Câu 2: Sự chuyển dịch cân bằng hóa học là sự dịch chuyển từ trạng thái cân bằng này sang trạng thái cân bằng khác do: A. không cần có tác động của các yếu tố từ bên ngoài lên cân bằng. B. tác động từ các yếu tố bên ngoài lên cân bằng. C. tác động từ các yếu tố bên trong lên cân bằng. D. CBHH tác động lên các yếu tố bên ngoài. Câu 3: Cho cân bằng sau: N2 (g) + O2 (g) ⮀ 2NO (g); ∆H > 0. Cặp yếu tố nào sau đây đều ảnh hưởng đến sự chuyển dịch cân bằng: A. Nhiệt độ và nồng độ.                                  B. Áp suất và nồng độ. C. Nhiệt độ và chất xúc tác.                            D. Chất xúc tác và nhiệt độ. Câu 4: Cho phản ứng N2 (g) + 3H2 (g)  2NH3 (g). Khi cân bằng được thiết lập thì [N2] = 0,65M; [H2] = 1,05M; [NH3] = 0,3M. Nồng độ ban đầu của H2 là: A. 1,05M                     B. 1,5M                       C. 0,95M                     D. 0,4M Câu 5: Xét hệ cân bằng sau trong một bình kín: CO (g) + H2O (g)      CO2 (g) + H2 (g)                        ∆H > 0 Cân bằng trên chuyển dịch theo chiều nào khi thực hiện một trong các biến đổi sau? Tăng nhiệt độ của phản ứng. Thêm lượng khí CO2 vào. Thêm lượng khí CO vào. Tăng áp suất chung của hệ.

c) Sản phẩm: Đáp án, lời giải của các câu hỏi, bài tập; các bài thực hành, thí nghiệm do học sinh thực hiện, viết báo cáo, thuyết trình.

d) Tổ chức thực hiện: + GV quan sát và đánh giá hoạt động cá nhân, hoạt động nhóm của HS. Giúp HS tìm hướng giải quyết những khó khăn trong quá trình hoạt động.

+ GV thu hồi một số bài trình bày của HS trong phiếu học tập để đánh giá và nhận xét chung.

+ GV hướng dẫn HS tổng hợp, điều chỉnh kiến thức để hoàn thiện nội dung bài học.

+ Ghi điểm cho các nhóm hoạt động tốt.

4. Hoạt động 4: Vận dụng

a) Mục tiêu: – Giúp HS vận dụng các kĩ năng, vận dụng kiến thức đã học để giải quyết các tình huống trong thực tế.

b) Nội dung: – GV thiết kế hoạt động và giao việc cho HS về nhà hoàn thành. Yêu cầu nộp báo cáo (bài thu hoạch).

– GV khuyến khích HS tham gia tìm hiểu những hiện tượng thực tế trong đời sống và sản xuất có ứng dụng nguyên lí chuyển dịch cân bằng hóa học. Mặt khác, tích cực luyện tập để hoàn thành các bài tập nâng cao.

– Nội dung HĐ: yêu cầu HS tìm hiểu, giải quyết các câu hỏi/ tình huống sau bằng nguyên lí chuyển dịch cân bằng Lơ Sa-tơ-li-ê:

1. Sản xuất vôi trong công nghiêp và thủ công đều dựa trên phản ứng hóa học:

CaCO₃ (s)  CaO (s) + CO₂ (g)

Hãy phân tích các đặc điểm của phản ứng hóa học nung vôi. Từ những đặc điểm đó, hãy cho biết những biện pháp kĩ thuật nào được sử dụng để nâng cao hiệu suất của quá trình nung vôi.

2. Photgen được dùng để làm chất clo hóa rất tốt trong phản ứng tổng hợp hữu cơ, được điều chế theo phương trình:

CO (g) + Cl₂ (g)  COCl₂ (g);  ∆H= -111,3 kJ

Magie được điều chế theo phương trình

MgO (s) + C (s) Mg (s) + CO (g); ∆H = +491kJ

Cần tác động như thế nào vào nhiệt độ và áp suất riêng phần của khí để mỗi phản ứng trên thu được nhiều sản phẩm hơn? Tại sao phải tác động như vây?

3. Tìm hiểu mối liên quan của cuộc sống ở độ cao và qui trình sản sinh ra hemoglobin?

4. Răng được bảo vệ bởi lớp men cứng, dày khoảng 2 mm. Lớp men này là hợp chất Ca₅(PO₄)₃OH và được tạo thành bằng phản ứng:

5Ca²⁺ + 3PO₄^3- + OH^–  Ca₅(PO₄)₃OH

Dựa vào nguyên lí chuyển dịch cân bằng Lơ Sa-tơ-li-ê, hãy đưa ra các biện pháp phòng ngừa sâu răng. Tại sao người ăn trầu thường có hàm răng rất chắc?

5. Câu tục ngữ “Nước chảy đá mòn” mang ý nghĩa hóa học gì?

– GV giao việc và hướng dẫn HS tìm hiểu qua tài liệu, mạng internet,… để giải quyết các công việc được giao.

– Hướng dẫn bài mới: Tùy vào chủ đề/bài học tiếp theo mà GV xây dựng hệ thống câu hỏi hướng dẫn HS chuẩn bị các nội dung hoạt động.

c) Sản phẩm: Bài báo cáo của HS (nộp bài thu hoạch).

d) Tổ chức thực hiện: – GV yêu cầu HS nộp sản phẩm vào đầu buổi học tiếp theo.

– Căn cứ vào nội dung báo cáo, đánh giá hiệu quả thực hiện công việc của HS (cá nhân hay theo nhóm HĐ). Đồng thời động viên kết quả làm việc của HS.

 (CD – SGK| Nhũ đá được hình thành trong các hang động liên quan đến cân bằng sau đây:

Ca(HCO₃)₂(aq) CaCOs(s) + CO₂ (aq) + H₂O(1)

Nếu nồng độ CO₂ hoà tan trong nước lăng lên thi có thuận lợi cho sự hình thành nhũ đá hay không ? Giãi thích.

Hướng dẫn giải

Nếu nồng độ CO₂ hoà tan trong nước tăng lên thì không thuận lợi cho sự hình thành nhũ đá. Do nồng độ CO₂ tăng, cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm nồng độ CO₂, tức chiều nghịch.

❖ BÀI TẬP TRÁC NGHIỆM

• Phản ứng thuận nghịch là phản ứng

A. phản ứng xảy ra theo hai chiều ngược nhau trong cùng điều kiện.

B. có phương trình hoá học được biểu diễn bằng mũi tên một chiều.

C. chi xảy ra theo một chiều nhất định.

D. xảy ra giữa hai chất khí.

• Mối quan hệ giữa tốc độ phản ứng thuận v_t và tốc độ phản ứng nghịch v_n ở trạng thái cân bằng được biểu diễn như thế nào?
•                     B.               C.                 D.
• Tại nhiệt độ không đổi, ở trạng thái cân bằng,

A. nồng độ của các chất trong hỗn hơp phản ứng không thay đối.

B. nồng độ của các chất trong hỗn hợp phản ứng vẫn liên tục thay đổi.

C. phản ứng hoá học không xảy ra.

D. tốc độ phản ứng hoá học xảy ra chậm dần.

• Trong các phát biểu sau đây, phát biếu nào đúng khi một hệ ở trạng thái cân bằng?

A. Phàn ứng thuận đã dừng.                                

B. Phan ứng nghịch đã dừng.

C. Nồng độ chất tham gia và sản phẩm bằng nhau.                                  

D. Nồng đô của các chất trong hệ không đổi.

• Khi một hệ ở trạng thái cân bằng thì trạng thái đó là

A. cân bằng tĩnh.             B. cân bằng động.

C. cân bằng bền.             D. cân bằng không bền.

• Hằng số cân bằng Kc của một phản ứng thuận nghịch phụ thuộc vào yếu tố nào sau đây?

A. Nồng độ                      B. Nhiệt độ                   C. Áp suất                     D. Chất xúc tác

• Sự phá vỡ cân bằng cũ để chuyển sang một cân bằng mới do các yếu tố bên ngoài tác động được gọi là

A. sự biến đổi chất.

B. sự chuyển dịch cân bằng.

C. sự biến đổi vận tốc phản ứng.

D. sự biến đổi hằng số cân bằng.

• Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hoá học là.

A. nồng độ, nhiệt độ và chất xúc tác.

B. nồng độ, áp suất và diện tích bề mặt.

C. nồng độ, nhiệt độ và áp suất.

D. áp suất, nhiệt độ và chất xúc tác.

• Yếu tố nào sau đây luôn luôn không làm chuyển dịch cân bằng của hệ phản ứng?

A. Nồng độ.                     B. nhiệt độ                    C. Áp suất.                    D. Chất xúc tác.

• Cho cân bằng hóa học: PCl₅(g)  PCl₃(g)+Cl₂(g)                 ∆H>0

Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận khi

A. thêm PC₁₃ vào hệ phản ứng.                            B. tăng áp suất của hệ phản ứng.

C. tăng nhiêt độ của hệ phản ứng.                        D. thêm Cl₂ vào hệ phản ứng.

•  [KNTT – SGK| Nhận xét nào sau đây không đúng?

A. Trong phản ứng một chiều, chất sản phẩm không phản ứng được với nhau tạo thành chất đầu.

B. Trong phản ứng thuận nghịch, các chất sản phẩm có thể phản ứng với nhau để tạo thành chất đầu.

C. Phản ứng một chiều là phản ứng luôn xảy ra không hoàn toàn.

D. Phản ứng thuận nghịch là phản ứng xảy ra theo hai chiều trái ngược nhau trong cùng điều kiện.

• |CD – SGK| Phát biểu nào sau đây về một phản ứng thuận nghịch tại trạng thái cân bằng là sai?

A. Tốc độ của phản ứng thuận bằng tốc độ của phản ứng nghịch.

B. Nồng độ của tất cả các chất trong hỗn hợp phản ứng là không đổi.

C. Nồng độ mol của chất phản ứng luôn bằng nồng độ mol của chất sản phẩm phản ứng.

D. Phản ứng thuận và phản ứng nghịch vẫn diễn ra.

•  (A.08): Cho cân bằng hóa học: 2SO₂ (g) + O₂ (g) 2SO₃ (g) (H<0). Phát biểu đúng là:

A. Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận khi tăng nhiệt độ.

B. Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận khi giảm áp suất hệ phản ứng.

C. Cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch khi giảm nồng độ O₂.

D. Cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch khi giảm nồng độ SO₃.

•  (B.12): Cho phản ứng:N₂(g) + 3H₂(g) 2NH₃ (g); ∆H = -92 kJ.

Hai biện pháp đều làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận là

A. giảm nhiệt độ và giảm áp suất.

B. tăng nhiệt độ và tăng áp suất.

C. giảm nhiệt độ và tăng áp suất.

D. tăng nhiệt độ và giảm áp suất.

•  [KNTT – SGK| Cho các nhận xét sau:

(a) ờ trạng thái cân bằng, tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản nghịch.

(b) Ở trạng thái cân bằng, các chất không phàn ứng với nhau.

(c) ơ trạng thái cân bằng, nồng độ chất sản phẩm luôn lón hơn nồng độ chất ban đầu.

(d) ơ trạng thái cân bằng, nồng độ các chất không thay đói.

Các nhận xét đúng là

A. (a)và(b).                      B. (b) và (c).                 C. (a)và(c).                    D. (ạ) và (d).

• Cho các phát biểu sau:
  • Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng là: Nhiệt đô, nồng độ, áp suất, chất xúc tác, diên tích bề măt.
  • Cân bằng hỏa học là cân bằng động.
  • Khi thay đối trang thái cân bằng của phản ứng thuận nghịch, cân bằng sẽ chuyển dịch về phía chống lại sư thay đổi đó.
  • Phản ứng thuân nghich là phản ứng xảy ra theo 2 chiều ngược nhau.
  • Cân bằng hóa học là trạng thái mà phản ứng đã xảy ra hoàn toàn.
  • Khi phản ứng thuận nghịch đạt trạng thái cân bằng hóa học, phản ứng dừng lại.

Số phát biểu đúng là

Ạ. 4                                 B. 3                               C. 6                               D. 5

O2 Education gửi các thầy cô link download giáo án

Mời các thầy cô và các em xem thêm

Tổng hợp giáo án và các chuyên đề dạy học hóa học 11