Bài viết Công thức tính hằng số cân bằng hay nhất, chi tiết với bài tập minh họa có lời giải sẽ giúp học sinh nắm vững Công thức tính hằng số cân bằng từ đó biết cách làm bài tập về tính hằng số cân bằng.

Công thức tính hằng số cân bằng hay nhất

Cân bằng hóa học là trạng thái của phản ứng thuận nghịch khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch. Vậy đại lượng nào đặc trưng cho cân bằng hóa học? Tính đại lượng đó như thế nào? Để biết được đáp án, các em không thể bỏ qua bài viết này.

1. Công thức tính hằng số cân bằng

Xét phản ứng thuận nghịch sau:

aA  + bB  ⇄   cC  +  dD

A, B, C, D là những chất khí hoặc những chất tan trong dung dịch.

Khi phản ứng ở trạng thái cân bằng, ta có:

Trong đó:

K_c là hằng số cân bằng

[A], [B], [C], [D] là nồng độ mol của A, B, C, D

a, b, c, d là các hệ số trong phương trình hóa học cân bằng.

2. Bạn nên biết

- Tại trạng thái cân bằng, nồng độ các chất không đổi.

- Hằng số cân bằng  K_c xác định chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ.

- Hằng số cân bằng là đại lượng không thứ nguyên (không có đơn vị). 

3. Mở rộng

Xét cân bằng trong hệ dị thể

Xét hệ cân bằng sau :

C(r) + CO₂ (k)    ⇄  2CO (k)

Nồng độ của chất rắn được coi là hằng số, nên nó không có mặt trong biểu thức hằng số cân bằng K. Đối với cân bằng trên ta có :

4. Ví dụ minh họa

Câu 1: Cho phản ứng sau:  H_2(k)   +  I_2(k)    ⇄ 2HI_(k) 

Nồng độ các chất lúc cân bằng ở nhiệt độ 430 như sau: [H₂]=[I₂]=0,107M; [HI]=0,768M. Hằng số cân bằng K_C của phản ứng ở 430 là:

A. 51,96

B. 53,96

C. 51,52

D. 50,34

Hướng dẫn giải

Đáp án C

Câu 2: Một bình phản ứng có dung tích không đổi, chứa hỗn hợp khí N₂ và H₂ với nồng độ tương ứng là 0,3M và 0,7M. Sau khi phản ứng tổng hợp NH₃ đạt trạng thái cân bằng ở , H₂ chiếm 50% thể tích hỗn hợp thu được. Hằng số cân bằng Kc ở  của phản ứng có giá trị là:

A. 2,500

B. 3,125

C. 0,609

D. 0,500

Hướng dẫn giải

Ta có: 3H₃ + N₂  ⇄ 2NH₃ (1). 

Gọi a là [N₂] phản ứng.

Vậy theo phản ứng (1): [H₂] phản ứng là 3a; [NH₃] phản ứng là 2a.

Khi đạt đến trạng thái cân bằng: [N₂] = 0,3 – a, [H₂] = 0,7 – 3a

Để đơn giản ta xét 1 lít hỗn hợp.

Sau  khi phản ứng đạt cân bằng: 0,3 – a + 0,7 – 3a + 2a = 1 – 2a

Mặt khác %V_H2=  =0,5 -> a= 0,1 mol

Khi đạt cân bằng [N₂] = 0,3 – 0,1 = 0,2 (M)

                            [H₂] = 0,7 – 0,3 = 0,4 (M)

                            [NH₃] = 0,2 (M).

Đáp án B

Câu 3: Cho biết phản ứng sau:  H₂O(k) + CO(k)  ⇄  H₂(k) + CO₂(k)

Cho ở 700°C hằng số cân bằng Kc = 1,873. Tính nồng độ H₂O và CO ở trạng thái cân bằng, biết rằng hỗn hợp ban đầu gồm 0,300 mol H₂O và 0,300 mol CO trong bình 10 lít ở 700°C.

A. [H₂O]=0,05mol/l;  [CO]=0,05 mol/l

B. [H₂O]=0,013mol/l;  [CO]=0,013 mol/l

C. [H₂O]=0,023mol/l;  [CO]=0,023 mol/l

D. [H₂O]=0,015mol/l;  [CO]=0,015 mol/l

Hướng dẫn giải

Nồng độ các chất ban đầu là: [H₂O]=0,03mol/l;  [CO]=0,03 mol/l

                H₂O(k)  + CO(k)    H₂(k)  + CO₂(k) 

bd              0,03         0,03                                 mol/l

pu                x               x                     x         x

spu        0,03-x        0,03-x                  x          x

Ta có K_C = 1,873  

-> 

-> 

Nồng độ các chất sau phản ứng là:

[H₂O]=0,013mol/l;   [CO]=0,013 mol/l

Đáp án B