Hóa học Lớp 11. Thiết lập biểu thức $K_C$, tính từ nồng độ cân bằng và diễn giải định tính mức độ ưu thế của chất đầu hoặc sản phẩm.
Kiến thức cần nhớ
**1. Định nghĩa hằng số cân bằng nồng độ**
Với phản ứng tổng quát:
$aA+bB\rightleftharpoons cC+dD$
ở một nhiệt độ xác định:
$K_C=\frac{[C]^c[D]^d}{[A]^a[B]^b}$
Trong đó ngoặc vuông là **nồng độ mol tại trạng thái cân bằng**; hệ số tỉ lượng trở thành số mũ. Biểu thức được viết theo đúng chiều của phương trình.
**2. Chất nào xuất hiện trong biểu thức?**
- Chất khí và chất tan trong dung dịch được đưa vào biểu thức bằng nồng độ cân bằng.
- **Chất rắn tinh khiết** và **chất lỏng tinh khiết** không viết trong $K_C$, vì “nồng độ hiệu dụng” của chúng được xem là hằng số và đã gộp vào $K_C$.
Ví dụ:
$CaCO_3(s)\rightleftharpoons CaO(s)+CO_2(g)$
$K_C=[CO_2]$
**3. Viết biểu thức đúng thứ tự**
Sản phẩm ở tử, chất phản ứng ở mẫu. Với:
$N_2+3H_2\rightleftharpoons2NH_3$
$K_C=\frac{[NH_3]^2}{[N_2][H_2]^3}$
Hệ số 3 trở thành số mũ của $[H_2]$, không phải $3[H_2]$. Trước khi viết phải cân bằng phương trình và xác định trạng thái chất.
**4. Tính $K_C$ từ nồng độ cân bằng**
Quy trình:
1. Viết biểu thức kí hiệu trước.
2. Kiểm tra mọi dữ kiện là nồng độ **cân bằng**, không phải ban đầu.
3. Thay số, tính lũy thừa rồi tử và mẫu.
4. Viết kết quả với độ chính xác hợp lí.
Ví dụ nếu $[N_2]=0{,}20$, $[H_2]=0{,}30$, $[NH_3]=0{,}40$ M thì:
$K_C=\frac{0{,}40^2}{0{,}20\times0{,}30^3}$
**5. Ý nghĩa định tính của độ lớn $K_C$**
- $K_C\gg1$: ở cân bằng, sản phẩm được ưu tiên tương đối.
- $K_C\ll1$: chất phản ứng được ưu tiên tương đối.
- $K_C$ gần 1: cả hai phía thường cùng có lượng đáng kể.
$K_C$ không trực tiếp cho biết phản ứng đạt cân bằng nhanh hay chậm, cũng không bảo đảm chất giới hạn chuyển hóa 100%.
**6. $K_C$ phụ thuộc điều gì?**
Đối với **một phương trình đã viết** ở nhiệt độ xác định, $K_C$ không đổi dù nồng độ ban đầu khác nhau. Thêm/bớt chất hoặc đổi áp suất có thể làm hệ chuyển dịch nhưng sau khi đạt cân bằng mới, biểu thức vẫn cho cùng $K_C$ nếu nhiệt độ giữ nguyên. Trong các tác động học ở chương này, **nhiệt độ** làm thay đổi $K_C$.
**7. Đổi cách viết phản ứng**
Nếu đảo chiều phản ứng:
$K_C^{mới}=\frac{1}{K_C^{cũ}}$
Nếu nhân toàn bộ hệ số phương trình với $n$:
$K_C^{mới}=(K_C^{cũ})^n$
Vì thế phải xem $K_C$ luôn gắn với phương trình cụ thể, không chỉ với tên phản ứng.
**8. Cách nhận dạng và tự kiểm tra**
- Hỏi “viết biểu thức” → cân bằng, lọc pha, đặt số mũ.
- Hỏi “tính $K_C$” → chỉ dùng nồng độ cân bằng.
- Hỏi “ý nghĩa” → kết luận về thành phần, không về tốc độ.
- Hỏi sau khi đổi nồng độ ở cùng nhiệt độ → $K_C$ không đổi.
Tự kiểm tra: tử là sản phẩm chưa; số mũ đúng hệ số chưa; đã bỏ chất rắn/lỏng tinh khiết chưa; có dùng nhầm nồng độ ban đầu không.
ezonthi