Bài 7 trang 217 SGK Hóa học 10 Nâng cao

Cho 0,1 mol CaCO₃(r) vào bình chân không dung tích 1 lít để thực hiện phản ứng sau: 

\(CaC{O_3}\left( r \right)\,\, \mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over
{\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} \,\,CaO\left( r \right) + C{O_2}\left( k \right)\)

Ở nhiệt độ 820⁰C, hằng số cân bằng \({K_c} = 4,{28.10^{ - 3}}\)

Ở nhiệt độ 880⁰C, hằng số cân bằng \({K_c} = 1,{06.10^{ - 2}}\)

Tính hiệu suất chuyển hóa CaCO₃ thành CaO và CO₂ (%CaCO₃ bị phân hủy) khi đạt đến trạng thái cân bằng ở hai nhiệt độ trên. So sánh các kết quả thu được hãy rút ra kết luận và giải thích.

Giải

Phản ứng xảy ra: 

\(CaC{O_{3\,\left( r \right)}}\,\, \mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over
{\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} \,\,Ca{O_{\left( r \right)}} + C{O_{2\left( k \right)}};\,\,K = \left[ {C{O_2}} \right]\)

+ Ở nhiệt độ 820⁰C: \({K_c} = 4,{28.10^{ - 3}},\)  do đó \(\left[ {C{O_2}} \right] = 4,{28.10^{ - 3}}\,\,\left( {mol/l} \right)\)

\( \Rightarrow H\%  = {{4,{{28.10}^{ - 3}}} \over {0,1}}.100 = 4,28\% \)

+ Ở nhiệt độ 880⁰C: \({K_c} = 1,{06.10^{ - 2}},\)  do đó \(\left[ {C{O_2}} \right] = 1,{06.10^{ - 2}}\,\,\left( {mol/l} \right)\)

\( \Rightarrow H\%  = {{1,{{06.10}^{ - 3}}} \over {0,1}}.100 = 10,6\% \)

Vậy ở nhiệt độ cao hơn, lượng CaO, CO₂ tạo thành theo phản ứng nhiều hơn, nghĩa là ở nhiệt độ cao hơn, hiệu suất chuyển hóa CaCO₃ thành CaO và CO₂ lớn hơn.

Giải thích: Phản ứng nung vôi là phản ứng thu nhiệt. Cân bằng phản ứng dịch chuyển theo chiều thuận khi tăng nhiệt độ.