Giải câu 5 trang 216 – Bài 51 – SGK môn Hóa học lớp 10 Nâng cao

Khi đun nóng HI trong một bình kín, xảy ra phản ứng sau:
\(2HI_{(k)} ⇌ H_{2(k)} + I_{2(k)} \)
 
a) Ở một nhiệt độ nào đó, hằng số cân bằng \(K_C \) của phản ứng bằng \(\frac{1}{64}\). Tính xem có bao nhiêu phần trăm HI bị phân hủy ở nhiệt độ đó.
 
b) Tính hằng số cân bằng \(K_C \) của hai phản ứng sau ở cùng nhiệt độ như trên:

\(HI_{(k)} ⇌ \frac{1}{2}H_{2(k)} +\frac{1}{2} I_{2(k)}\ và\ ​​ H_{2(k)} + I_{2(k)}⇌2 HI_{(k)} \)
Lời giải:
Gọi \(K_{C_1},K_{C_2},K_{C_3}\) lần lượt là các hằng số cân bằng của các phản ứng đã cho.
 
a)Ta có:
 
\(K_{C_1}=\frac{[H_2][I_2]}{[HI]^2}\)
 
Giả sử ban đầu nồng độ HI là 1 mol/l
 
Tại thời điểm cân bằng nồng độ HI phân hủy là 2x theo phương trình \(\Rightarrow [H_2] = [I_2] = x.\)
 
Nồng độ HI còn lại là: \([HI]=1-2x\)
Ta có:
 \(K_{C_1}=\frac{[H_2][I_2]}{[HI]^2}\Rightarrow \frac{1}{64}=\frac{x.x}{(1-2x)^2}\\ \Rightarrow x=0,1\) 
Phần trăm HI bị phân hủy:
 
\(\%HI_{phân\ hủy}=\frac{C_{M\ HI\ phân\ hủy}}{ \sum C_{M\ HI}}\times 100\%=\frac{2.0,1}{1}\times 100\%=20\%\)
 
b)
\(HI_{(k)} ⇌ \frac{1}{2}H_{2(k)} +\frac{1}{2} I_{2(k)}\)

\(K_{C_2}=\frac{[H_2]^{\frac{1}{2}}[I_2]^{\frac{1}{2}}}{[HI]}=\sqrt{K_{C_1}}=\frac{1}{8}\)
\(H_{2(k)} + I_{2(k)}⇌2 HI_{(k)} \)
 
\(K_{C_3}=\frac{[HI]^2}{[H_2][I_2]}=\frac{1}{K_{C_1}}=64\)

Ghi nhớ :
- Tốc độ phản ứng tăng khi tăng nồng độ chất phản ứng, tăng áp suất (nếu là chất khí), tăng nhiệt độ cho phản ứng, có mặt chất xúc tác.
- Cân bằng hóa học là trạng thái của phản ứng thuận nghịch khi tốc độ phản ứng thuận và tốc độ phản ứng nghịch bằng nhau.
- Sự chuyển dịch cân bằng là sự di chuyển từ trạng thái cân bằng này sang trạng thái cân bằng khác do tác động của các yếu tố từ bên ngoài lên cân bằng.