Phản ứng tổng hợp 3-methylbutyl acetate (isoamyl acetate) trong phòng thí nghiệm từ acetic acid và 3-methylbutan-1-ol (isoamyl alcohol) với xúc tác dung dịch H2SO4 đặc, đun nóng xảy ra theo phương trình hóa học sau:
Dùng dư acetic acid có thể làm tăng hiệu suất phản ứng.
Tách lấy ester isoamyl acetate sẽ làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.
Khi tăng áp suất cân bằng trên sẽ chuyển dịch theo chiều nghịch.
H2SO4 đặc ngoài vai trò xúc tác còn hút nước làm tăng hiệu suất phản ứng.
Dùng dư acetic acid có thể làm tăng hiệu suất phản ứng.
Tách lấy ester isoamyl acetate sẽ làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.
Khi tăng áp suất cân bằng trên sẽ chuyển dịch theo chiều nghịch.
H2SO4 đặc ngoài vai trò xúc tác còn hút nước làm tăng hiệu suất phản ứng.
Dựa vào các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học.
a. Đúng vì khi dùng dư (nhiều) acetic acid thì cân bằng chuyển dịch làm giảm acetic acid \( \Rightarrow \) chiều thuận \( \Rightarrow \) tăng hiệu suất phản ứng.
b. Đúng vì khi tách lấy ester thì cân bằng chuyển dịch tạo ra ester \( \Rightarrow \) chiều thuận.
c. Sai vì cân bằng hóa học trên không có chất khí tham gia nên áp suất không ảnh hưởng.
d. Đúng vì H2SO4 đặc hút nước \( \Rightarrow \) cân bằng chuyển dịch tạo ra nước \( \Rightarrow \) chiều thuận \( \Rightarrow \) tăng hiệu suất phản ứng.
Các bài tập cùng chuyên đề
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự chuyển dịch cân bằng:
CH3COONa + H2O ⇌CH3COOH + NaOH \({{\rm{\Delta }}_{\rm{r}}}{\rm{H}}_{{\rm{298}}}^{\rm{o}}{\rm{ > 0}}\)
Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ đến sự chuyển dịch cân bằng:
CH3COOH + NaOH ⇌ CH3COONa + H2O
Thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ đến sự chuyển dịch cân bằng trên được thực hiện như sau:
Cho các cân bằng sau:
a) 2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g)
b) CO(g) + H2O(g) ⇌ H2(g) + CO2(g)
c) PCl5(g) ⇌ Cl2(g) + PCl3(g)
d) H2(g) + I2(g) ⇌ 2HI(g)
Nếu tăng áp suất và giữ nguyên nhiệt độ, các cân bằng trên chuyển dịch theo chiều nào? Giải thích.
Trong cơ thể người, hemoglobin (Hb) kết hợp với oxygen theo phản ứng thuận nghịch được biểu diễn đơn giản như sau:
Hb + O2 ⇌ HbO2
Ở phổi, nồng độ oxygen lớn nhất nên cân bằng trên chuyển dịch sang phải, hemoglobin kết hợp với oxygen. Khi đến các mô, nồng độ oxygen thấp, cân bằng trên chuyển dịch sang trái, giải phóng oxygen. Nếu thiếu oxygen ở não, con người có thể bị đau đầu, chóng mặt.
a) Vận dụng nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelie, em hãy đề xuất biện pháp để oxygen lên não được nhiều hơn?
b) Khi lên núi cao, một số người cũng gặp hiện tượng bị đau đầu, chóng mặt. Dựa vào cân bằng trên, em hãy giải thích hiện tượng này.
Cho các cân bằng sau:
CaCO3(s) ⇌ CaO(s) + CO2(g) \({{\rm{\Delta }}_{\rm{r}}}{\rm{H}}_{{\rm{298}}}^{\rm{o}} = {\rm{176 kJ}}\)
2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g) \({{\rm{\Delta }}_{\rm{r}}}{\rm{H}}_{{\rm{298}}}^{\rm{o}} = - 198{\rm{ kJ}}\)
Nếu tăng nhiệt độ, các cân bằng trên chuyển dịch theo chiều nào? Giải thích.
Hằng số K C của một phản ứng phụ thuộc vào yếu tố nào sau đây?
A. Không có tốc độ. B. Nhiệt độ. C. Áp dụng. D. Căng thẳng.
Vận dụng kiến thức về cân bằng hoá học, tốc độ phản ứng, biến thiên enthalpy để giải thích các điều kiện của phản ứng sản xuất ammonia, cụ thể:
1. Nếu tăng hoặc giảm nhiệt độ sẽ ảnh hưởng đến sự chuyển dịch cân bằng và tốc độ phản ứng như thế nào?
2. Nếu giảm áp suất, cân bằng chuyển dịch theo chiều nào? Tại sao không thực hiện ở áp suất cao hơn?
3. Vai trò của chất xúc tác trong phản ứng là gì?
Nhận xét hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm 2.
Cho biết chiều nào của phản ứng (1) là chiều thu nhiệt và chiều nào là chiều tỏa nhiệt.
Hãy cho biết cân bằng chuyển dịch theo chiều nào khi thêm một lượng khí CO vào hệ cân bằng:
C(s) + CO2(g) ⇌ 2CO(g)
Dựa vào nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelier, hãy cho biết để tăng hiệu suất phản ứng tổng hợp NH3 cần điều chỉnh nhiệt độ và áp suất như thế nào. Điều đó có gây trở ngại gì cho phản ứng tổng hợp NH3 trên thực tế hay không? Vì sao?
Cho cân bằng hoá học:
Cân bằng chuyển
dịch theo chiều nào (có giải thích) khi:
a) tăng nhiệt độ.
b) tách ammonia ra khỏi hỗn hợp phản ứng.
c) giảm thể tích của hệ phản ứng.
Hãy giải thích vì sao ở giai đoạn tạo ra SO2 người ta chọn điều kiện phản ứng ở nhiệt độ cao (450 °C - 500 °C).
Methanol (CH3OH) là nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp hoá học. Dựa vào hằng số cân bằng của các phản ứng ở 25 °C, hãy lựa chọn phản ứng thích hợp để điều chế CH3OH. Giải thích.
Dựa vào thí nghiệm 2, cho biết khi tăng nhiệt độ thì cân bằng (9) chuyển dịch theo chiều thuận hay chiều nghịch?
Quá trình tổng hợp NH3 trong công nghiệp từ N2, và H2 nên thực hiện ở áp suất cao hay áp suất thấp? Giải thích. Tìm hiểu thông tin, cho biết phản ứng tổng hợp NH3 ở các nhà máy thường được thực hiện ở áp suất nào.
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.
“Nhờ có chất xúc tác nên phản ứng giữa SO2 và O2 ưu tiên diễn ra theo chiều thuận". Phát biểu trên là đúng hay sai? Giải thích.
Yếu tố nào sau đây luôn luôn khônglàm dịch chuyển cân bằng của hệ phản ứng?
A. Nhiệt độ. B. Áp suất. C. Nồng độ. D. Chất xúc tác.
Xét các hệ cân bằng sau trong một bình kín:
a) \({{\rm{\Delta }}_{\rm{r}}}{\rm{H}}_{{\rm{298}}}^{\rm{0}}\)= 131 kJ
b) \({{\rm{\Delta }}_{\rm{r}}}{\rm{H}}_{{\rm{298}}}^{\rm{0}}\)= -41 kJ
Các cân bằng trên dịch chuyển theo chiều nào khi thay đổi một trong các điều kiện sau?
(1) Tăng nhiệt độ.
(2) Thêm lượng hơi nước vào hệ.
(3) Thêm khí H2, vào hệ.
(4) Tăng áp suất chung bằng cách nén cho thể tích của hệ giảm xuống.
(5) Dùng chất xúc tác.
Từ hiện tượng ở thí nghiệm 1, cho biết khi làm lạnh bình (2) và làm nóng bình (3) thì cân bằng trong mỗi bình chuyển dịch theo chiều tỏa nhiệt hay thu nhiệt.
Khi đẩy hoặc kéo pít-tông thì số mol khí của hệ (2) thay đổi như thế nào?
Người ta thường sản xuất vôi bằng phản ứng nhiệt phân calcium carbonate theo phương trình nhiệt hóa học sau:
CaCO3 ⇌ CaO + CO2
Để nâng cao hiệu suất phản ứng sản xuất vôi, cần điều chỉnh nhiệt độ như thế nào? Giải thích.
Phản ứng tổng hợp ammonia:
N2 + 3H2 ⇌ 2NH3
Để thu được NH3 với hiệu suất cao, cần điều chỉnh áp suất như thế nào?
Thành phần chính của tinh dầu chuối là ester CH3COOCH2CH2CH(CH3)2. Để thu được hỗn hợp chất chứa nhiều ester này thì cần thay đổi nồng độ các chất như thế nào trong cân bằng:
CH3COOOH (aq) + ROH (aq) ⇌ CH3COOR (aq) + H2O (l)
Với R là (CH3)2 CH CH2CH2-
Cân bằng sau chuyển dịch theo chiều nào khi tăng nhiệt độ?
2SO2 (g) + O2 (g) ⇌ 2SO3 (g) \[{{\rm{\Delta }}_{\rm{r}}}{\rm{H}}_{{\rm{298}}}^{\rm{0}}{\rm{ = - 197}}{\rm{,8 kJ}}\]
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.
Từ Thí nghiệm 1, hãy cho biết:
a) Dựa vào dấu hiệu nào để biết trạng thái cân bằng của phản ứng (8) bị chuyển dịch khi thay đổi nhiệt độ.
b*) Khi tăng nhiệt độ hoặc giảm nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều thu nhiệt hay toả nhiệt?
Đốt phản ứng xảy ra trong lò luyện gang:
Fe 2 O 3 ( s ) + 3CO( g ) ⇌ 2Fe(s) + 3CO 2 ( g ) ∆ r H o < 0
nhẹ các yếu tố (nồng độ, nhiệt độ, áp suất) cần tác động vào cân bằng để cân bằng chuyển dịch về bên phải (làm tăng hiệu suất của phản ứng)
Trong công nghiệp, khí hydrogen được điều chế như sau:
Cho hơi nước đi qua than nung nóng, thu được hỗn hợp khí CO và H2 (gọi là khí than ướt):
C(s) + H2O(g) ⇌ CO(g) + H2
Trộn khí than ướt với hơi nước, cho hỗn hợp đi qua chất xúc tác Fe2O3:
CO(g) + H2O(g) ⇌ CO2(g) + H2(g)
a) Vận dụng nguyên lí Le Chatelier, hãy cho biết cần tác động yếu tố nhiệt độ như thế nào để các cân bằng (1), (2) chuyển dịch theo chiều thuận.
b)Trong thực tế, ở phản ứng (2), lượng hơi nước được lấy dư nhiều (4 – 5 lần) so với khí carbon monoxide. Giải thích.
c) Nếu tăng áp suất, cân bằng (1), (2) chuyển dịch theo chiều nào? Giải thích.
