Bài 5 trang 216 SGK Hóa học 10 Nâng cao

Khi đun nóng HI trong một bình kín, xảy ra phản ứng sau: 

\(2HI\left( k \right)\,\, \mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over
{\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} \,\,{H_2}\left( k \right) + {I_2}\left( k \right)\)

a) Ở một nhiệt độ nào đó, hằng số cân bằng K_c của phản ứng bằng \({1 \over {64}}\). 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:

\(HI\left( k \right)\,\, \mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over
{\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} \,\,{1 \over 2}{H_2}\left( k \right) + {1 \over 2}{I_2}\left( k \right)\) và 

\({H_2}\left( k \right) + {I_2}\left( k \right)\,\, \mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over
{\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} \,\,2HI\,\left( k \right)\)

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: \({K_{{C_1}}} = {{\left[ {{H_2}} \right]\left[ {{I_2}} \right]} \over {{{\left[ {HI} \right]}^2}}} = {1 \over {64}}\)

Giả sử ban đầu nồng độ HI là 1 mol/l

Tại thời điểm cân bằng nồng độ HI phân hủy là 2x: [H₂] = [I₂] = x.

\(\left[ {HI} \right] = \left( {1 - 2x} \right) \Rightarrow {{{x^2}} \over {{{\left( {1 - 2x} \right)}^2}}} = {1 \over {64}} \Rightarrow x = 0,1\)

Phần trăm HI bị phân hủy: \({{0,1.2} \over 1}.100\%  = 20\% \)

b)

\(\eqalign{
& HI\left( k \right)\,\, \mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over
{\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} \,\,{1 \over 2}{H_2}\left( k \right) + {1 \over 2}{I_2}\left( k \right);\cr&{K_{{C_2}}} = {{{{\left[ {{H_2}} \right]}^{{1 \over 2}}}{{\left[ {{I_2}} \right]}^{{1 \over 2}}}} \over {\left[ {HI} \right]}} = \sqrt {{K_{{C_1}}}} = {1 \over 8} \cr
& {I_2}\left( k \right) + {H_2}\left( k \right)\,\, \mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over
{\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} \,\,2HI\left( k \right);\cr&{K_{{C_3}}} = {{{{\left[ {HI} \right]}^2}} \over {\left[ {{I_2}} \right]\left[ {{H_2}} \right]}} = {1 \over {{K_{{C_1}}}}} = 64 \cr} \)