Phản ứng thuận nghịch là gì?

Câu hỏi: Phản ứng thuận nghịch là gì?

Trả lời: 

   Phản ứng thuận nghịch (phản ứng không hoàn toàn): là phản ứng có thể xảy ra theo hai chiều ngược nhau trong cùng một điều kiện.

Cùng Top lời giải tìm hiểu về Lý thuyết cân bằng hóa học các em nhé!

I. Phản ứng một chiều, phản ứng thuận nghịch và cân bằng hóa học

1. Phản ứng một chiều

- Phản ứng chỉ ra theo một chiều từ trái sang phải được gọi là phản ứng một chiều.

- Chất phản ứng biến đổi hoàn toàn thành chất sản phẩm và không xảy ra theo chiều ngược lại.

2. Phản ứng thuận nghịch

- Phản ứng hóa học trong đó chất phản ứng biến đổi thành chất sản phẩm và đông thời chất sản phẩm lại phản ứng với nhau để biến thành chất tham gia phản ứng. Những phản ứng này gọi là phản ứng thuận nghịch.

Ví dụ:

Cl₂ + H₂O ⇌⇌ HCl + HClO

- Chiều mũi tên từ trái sang phải là chiều phản ứng thuận.

- Chiều mũi tên từ phải sang trái là chiều phản ứng nghịch.

3. Cân bằng hóa học

a) Cân bằng trong hệ đồng thể

– Hệ đồng thể là gì?

Hệ đồng thể là hệ mà các tính chất lí học và hóa học đều như nhau ở mọi vị trí trong hệ. Thí dụ: hệ gồm các chất khí, hệ gồm các chất tan trong dung dịch.

– Giả sử có một phản ứng thuận nghịch sau:

                        aA + bB   ( ightleftharpoons)   cC + dD

                   A, B, C, D là những chất khí hoặc những chất tan trong dung dịch phản ứng ở trạng thái cân bằng, ta có:

                        K = (frac{[C]^{c}[D]^{d}}{[A]^{a}[B]^{b}})

Trong đó: [A], [B], [C], [D] là nồng độ mol/l của các chất A, B, C và D; a, b, c, d là hệ số các chất trong phương trình phản ứng.

Hằng số cân bằng K của phản ứng xác định chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ, không phụ thuộc vào nồng độ chất phản ứng.

Trường hợp cân bằng được thiết lập giữa các chất khi, người ta có thể thay nồng độ các chất trong biểu thức tính K bằng áp suất riêng phần của hỗn hợp.

b) Cân bằng trong hệ dị thể

– Hệ dị thể là gì?

Hệ dị thể là hệ mà các tính chất lí học hóa học là không giống nhau ở moij vị trí trong hệ. Thí dụ: hệ gồm chất rắn và chất khí; hệ gồm chất rắn và chất tan trong nước.

– Xét hệ cân bằng sau:

                                  C_(r) + CO_{2 (k)}  ( ightleftharpoons)   2CO _(k)

                                   K = (frac{[CO]^{2}}{[CO_{2}]})    Nồng độ các chất rắn được coi là hằng số.

II. Sự chuyển dịch cân bằng hoá học

- Khi hệ phản ứng thuận nghịch đang ở trạng thái cân bằng nếu ta thay đổi điều kiện nào đó thì cân bằng hoá học sẽ bị phá vỡ và hệ sẽ chuyển dịch đến một trạng thái cân bằng mới.
- Nguyên lí chuyển dịch cân bằng LơSatơlie: Khi ta thay đổi điều kiện nào đó của cân bằng hoá học thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều chống lại ảnh hưởng của sự thay đổi đó. Cụ thể là:
     + Nếu tăng nồng độ một chất thì CBHH sẽ chuyển dịch theo chiều mà chất đó là chất tham gia phản ứng, còn nếu giảm nồng độ của một chất thì CBHH sẽ chuyển dịch theo chiều sinh ra chất đó.
     + Khi tăng nhiệt độ thì cân bằng hoá học chuyển dịch theo chiều phản ứng thu nhiệt (có ΔH > 0). Còn khi giảm nhiệt độ thì CBHH sẽ chuyển dịch theo chiều của phản ứng toả nhiệt (có ΔH < 0).

     + Khi tăng áp suất thì CBHH sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm số phân tử khí và ngược lại khi giảm áp suất thì CBHH sẽ chuyển dịch theo chiều làm tăng số phân tử khí. Như vậy áp suất chỉ ảnh hưởng đến các phản ứng có số phân tử khí ở 2 vế của phương trình khác nhau.
     + Chất xúc tác không làm chuyển dịch CBHH mà chỉ làm cho hệ nhanh đạt đến trạng thái cân bằng.

III. Ý nghĩa của tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học trong sản xuất hóa học.

- Dựa vào những yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hóa học và cân bằng hóa học để chọn lọc nâng cao hiệu suất trong sản xuất hóa học.

Thí dụ: trong sản xuất H₂SO₄ phải dùng trục tiếp phản ứng:

2SO_{2 (k)} + O_{2 (k)}  ⇌⇌   2SO₃      ∆H = -198kJ < 0.

- Phản ứng tỏa nhiệt, nên khi tăng nhiệt độ cân bằng chuyển theo chiều nghịch giảm hiệu suất phản ứng. Để cân bằng chuyển dịch theo chiều thuân người ta tăng nồng độ oxi (dùng lượng dư không khí).