Câu hỏi:

Hằng số cân bằng $K_C$ cho phản ứng thuận nghịch $aA + bB \rightleftharpoons cC + dD$ được định nghĩa là:
$K_C = \frac{[C]^c[D]^d}{[A]^a[B]^b}$

• Tử số là tích nồng độ các chất sản phẩm ở trạng thái cân bằng, mỗi nồng độ được nâng lên lũy thừa bằng hệ số tỉ lượng tương ứng của chất đó trong phương trình phản ứng.
• Mẫu số là tích nồng độ các chất phản ứng ở trạng thái cân bằng, mỗi nồng độ được nâng lên lũy thừa bằng hệ số tỉ lượng tương ứng của chất đó trong phương trình phản ứng.

Hằng số cân bằng $K_C$ chỉ xét các chất khí (g) và chất tan (aq). Chất rắn (s) và chất lỏng (l) không được đưa vào biểu thức.


Đối với phản ứng: $C(s) + 2H_2(g) \rightleftharpoons CH_4(g)$,


Biểu thức hằng số cân bằng là: $K_C = \frac{[CH_4]}{[H_2]^2}$

Phản ứng thuận là phản ứng tỏa nhiệt ($ \Delta H < 0$) và có số mol khí giảm (4 mol khí giảm xuống 2 mol khí).

• Theo nguyên lý Le Chatelier:


• - Khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều thu nhiệt (chiều nghịch).


• - Khi tăng áp suất, cân bằng chuyển dịch theo chiều giảm số mol khí (chiều thuận).


• - Chất xúc tác không ảnh hưởng đến sự chuyển dịch cân bằng.

Vậy, cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận khi tăng áp suất của hệ phản ứng.

Phản ứng phân hủy $CaCO_3$ là phản ứng thu nhiệt.

• Tăng nhiệt độ: Cân bằng chuyển dịch theo chiều thu nhiệt (chiều thuận).


• Giảm nhiệt độ: Cân bằng chuyển dịch theo chiều tỏa nhiệt (chiều nghịch).

Theo nguyên lý Le Chatelier, khi tăng nhiệt độ, cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm sự tăng nhiệt độ, tức là chiều thu nhiệt. Trong trường hợp này, chiều thuận là chiều thu nhiệt, do đó cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều thuận.
Số mol khí ở vế phải lớn hơn vế trái nên việc tăng áp suất sẽ làm cân bằng dịch chuyển theo chiều nghịch.

Phản ứng tỏa nhiệt ($\Delta_rH_{298}^0 < 0$). Khi tăng nhiệt độ, cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều chống lại sự tăng nhiệt độ, tức là theo chiều thu nhiệt (chiều nghịch). Tuy nhiên, trong phương trình trên, chiều nghịch không được biểu diễn rõ ràng, và các chất phản ứng và sản phẩm không được cân bằng.


Do đó, ta xét chiều thuận: $H_2(g) + O_2(g) \rightarrow H_2O(l)$ tỏa nhiệt. Khi tăng nhiệt độ, cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều nghịch để làm giảm nhiệt độ, tuy nhiên, vì đề bài chỉ xét chiều của phản ứng thuận, ta hiểu là cân bằng chuyển dịch sang phải.