Chọn phương án đúng: Các phản ứng nào dưới đây có thể xảy ra ở điều kiện tiêu chuẩn:

1) 2MnCl2(dd) + 2Cl2(k) + 8H2O = 2HMnO4(dd) + 14HCl(dd)

2) K2Cr2O7(dd) + 14HCl(dd) = 3Cl2(k) + 2CrCl3(dd) + 2KCl(dd) + 7H2O

3) MnO2(r) + 4HCl(dd) = MnCl2(dd) + Cl2(k) + 2H2O

Cho các thế khử tiêu chuẩn:

MnO−4MnO4− + 8H+ + 5e- = Mn2+ + 4H2O ;

j0 = 1,51 VCl2(k) + 2e- = 2Cl- ;

j0 = 1,359 VCr2O2−7Cr2O72− + 14H+ + 6e- = 2Cr3+ + 7H2O ;

j0 = 1,33 VMnO2(r) + 4H+ + 2e- = Mn2+ + 2H2O ;

j0 = 1,23 V

Ta có công thức tính số bậc tự do của hệ: f = C - P + K

Trong đó:

• C: số cấu tử độc lập


• P: số pha


• K: số yếu tố ảnh hưởng (nhiệt độ, áp suất, nồng độ,...)

Ở đây ta xét ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất nên K=2.

(1) Hệ có số cấu tử là 3 (NH4Cl, HCl, NH3), số pha là 2 (rắn và khí), số bậc tự do là f = 3 - 2 + 2 = 3 (Sai)

(2) Vì có cân bằng NH4Cl(r) ⇌ HCl(k) + NH3(k) nên số cấu tử độc lập là 2, số pha là 2, số bậc tự do là f = 2 - 2 + 2 = 2 (Đúng)

(3) Nếu nồng độ HCl và NH3 bằng nhau thì số cấu tử của hệ là 1 (NH4Cl), số pha là 2 (rắn và khí), số bậc tự do là f = 1 - 2 + 2 = 1 (Đúng)

(4) Nếu nồng độ HCl và NH3 bằng nhau thì số cấu tử của hệ là 2, số pha là 2, số bậc tự do là f = 2 - 2 + 2 = 2 (Sai)

Vậy (2) và (3) đúng.

Để giải quyết câu hỏi này, chúng ta cần xem xét từng phát biểu:

(1) Đây là nội dung của nguyên lý Le Chatelier. Khi một hệ cân bằng bị tác động bởi một yếu tố bên ngoài (như áp suất, nhiệt độ, nồng độ), hệ sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động đó. Phát biểu này đúng.

(2) Khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều phản ứng thu nhiệt (cần nhiệt để làm giảm nhiệt độ hệ); khi giảm nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều phản ứng tỏa nhiệt (sinh nhiệt để làm tăng nhiệt độ hệ). Phát biểu này sai.

(3) Hằng số cân bằng K chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ. Ở một nhiệt độ xác định, K là một hằng số. Phát biểu này đúng.

(4) Khi thêm một chất vào hệ cân bằng, cân bằng sẽ dịch chuyển theo chiều làm giảm lượng chất đó. Ví dụ, nếu thêm chất phản ứng, cân bằng dịch chuyển theo chiều tạo sản phẩm để giảm lượng chất phản ứng vừa thêm vào. Phát biểu này đúng.

Vậy, các phát biểu đúng là (1), (3) và (4).

Trong biểu thức hằng số cân bằng Kp, chỉ có áp suất của các chất khí xuất hiện. Các chất rắn và lỏng nguyên chất không xuất hiện trong biểu thức Kp vì hoạt độ của chúng được coi là bằng 1. Điều này xuất phát từ việc áp suất hơi của chất rắn (CaCO3 và CaO trong trường hợp này) là không đáng kể và được coi là hằng số ở một nhiệt độ xác định, do đó chúng không ảnh hưởng đến vị trí cân bằng của phản ứng. Vì vậy, áp suất hơi của CaCO3 và CaO không có mặt trong biểu thức Kp vì áp suất hơi của chất rắn không đáng kể.

Số pha của một hệ là số lượng các vùng đồng nhất về mặt hóa học và vật lý, được phân cách rõ ràng với nhau. Trong hệ phản ứng BaSO4(r) ⇌ BaO(r) + SO2(k) + O2(k), ta có:

• BaSO4 ở trạng thái rắn (r) là một pha.
• BaO ở trạng thái rắn (r) là một pha.
• SO2 và O2 ở trạng thái khí (k) trộn lẫn vào nhau tạo thành một pha khí duy nhất.

Vậy tổng cộng có 3 pha: hai pha rắn (BaSO4 và BaO) và một pha khí (SO2 và O2).