Bài tập — Bài 1: Khái niệm về cân bằng hoá học

Phần 1: Câu hỏi Trắc nghiệm (Nhận biết & Thông hiểu)

Câu 1. Nội dung nào sau đây phản ánh đúng kiến thức cần ghi nhớ trong bài Bài 1: Khái niệm về cân bằng hoá học? A. Cân bằng hoá học là cân bằng động: tốc độ thuận bằng tốc độ nghịch, nồng độ các chất không đổi. Hằng số $K_C$ chỉ phụ thuộc nhiệt độ và bản chất phản ứng. Vận dụng nguyên lí Le Chatelier để dự đoán chiều chuyển dịch cân bằng khi thay đổi nồng độ, áp suất và nhiệt độ. B. Bỏ qua các khái niệm cơ bản và chỉ học thuộc lòng kết quả cuối cùng mà không cần hiểu bản chất. C. Chỉ áp dụng kiến thức trong một trường hợp duy nhất, không cần kiểm tra điều kiện hay đơn vị. D. Các nội dung trong bài hoàn toàn độc lập và không có mối liên hệ nào với thực tiễn hay các bài học khác.

Câu 2. Khi học và vận dụng bài Bài 1: Khái niệm về cân bằng hoá học, khẳng định nào dưới đây là chính xác? A. Không cần đọc kĩ đề bài hay phân tích dữ kiện trước khi thực hiện các bước giải. B. Khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch, hệ đạt trạng thái cân bằng hoá học. C. Mọi khái niệm trong bài đều có thể thay thế tùy ý cho nhau mà không làm thay đổi kết quả. D. Chỉ cần ghi đáp số ngắn gọn, bỏ qua toàn bộ bước lập luận, giải thích và kiểm tra lại.

Câu 3. Theo phần Kiến thức trọng tâm của bài Bài 1: Khái niệm về cân bằng hoá học, phát biểu nào sau đây là đúng? A. Kết luận ngay kết quả khi chưa đối chiếu với quy tắc hoặc định nghĩa trong bài học. B. Thay đổi toàn bộ quy tắc trọng tâm của bài học theo cảm tính cá nhân. C. Phản ứng thuận nghịch là phản ứng xảy ra đồng thời theo hai chiều ngược nhau trong cùng một điều kiện. D. Bỏ qua việc rèn luyện qua ví dụ minh họa và bài tập thực hành của tiết học.

Câu 4. Để nắm vững và vận dụng tốt bài Bài 1: Khái niệm về cân bằng hoá học, học sinh cần lưu ý điều nào sau đây? A. Không cần ghi nhớ các lưu ý trọng tâm vì chúng không ảnh hưởng đến việc làm bài tập. B. Áp dụng ngược lại hoàn toàn so với quy tắc và hướng dẫn trong phần kiến thức trọng tâm. C. Chỉ cần đọc lướt tiêu đề bài học mà không cần nắm vững nội dung chi tiết từng mục. D. Tại trạng thái này, nồng độ các chất không đổi theo thời gian, nhưng phản ứng vẫn tiếp tục xảy ra ở cấp độ vi mô, nên cân bằng hoá học là cân bằng động.

Phần 2: Bài tập Tự luận & Thực hành theo tiết học

Bài 1 (Cơ bản — Hệ thống hóa kiến thức trọng tâm). Dựa vào phần Kiến thức trọng tâm của bài Bài 1: Khái niệm về cân bằng hoá học, em hãy trình bày các khái niệm, quy tắc hoặc nội dung cốt lõi của tiết học và nêu ý nghĩa của chúng.

Bài 2 (Thực hành — Phân tích & Giải mẫu theo ví dụ tiết học). Đọc kĩ tình huống/ví dụ trọng tâm của tiết học dưới đây, sau đó tự trình bày lại các bước thực hiện và nêu nhận xét rút ra:

Xét phản ứng tổng hợp ammonia: $N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g)$ . Tại trạng thái cân bằng ở một nhiệt độ xác định, nồng độ các chất đo được là $[N_2] = 0,5$ mol/L, $[H_2] = 1,5$ mol/L, $[NH_3] = 0,8$ mol/L. Tính hằng số cân bằng $K_C$ .

Bài 3 (Vận dụng — Áp dụng quy tắc ghi nhớ vào bài tập). Vận dụng các điểm ghi nhớ trọng tâm của bài Bài 1: Khái niệm về cân bằng hoá học để giải thích hoặc thực hiện yêu cầu thực hành mở rộng sau:

Lời giải: áp dụng công thức $K_C = \frac{[NH_3]^2}{[N_2][H_2]^3} = \frac{0,8^2}{0,5 \times 1,5^3} = \frac{0,64}{0,5 \times 3,375} = \frac{0,64}{1,6875} \approx 0,38$ . Phản ứng này toả nhiệt, nên khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch, lượng $NH_3$ giảm xuống.

Bài 4 (Luyện tập học kì — Mức độ Cơ bản). Viết biểu thức hằng số cân bằng $K_c$ của phản ứng $N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g)$ .

Bài 5 (Luyện tập học kì — Mức độ Thông hiểu). Viết biểu thức hằng số cân bằng $K_c$ của phản ứng $2SO_2(g) + O_2(g) \rightleftharpoons 2SO_3(g)$ .

Bài 6 (Luyện tập học kì — Mức độ Vận dụng & Nâng cao). Tính pH của dung dịch $HCl$ 0,01 M.

Phần 3: Đáp án & Hướng dẫn giải chi tiết

1. Đáp án phần Trắc nghiệm

Bảng đáp án: 1-A, 2-B, 3-C, 4-D.
Giải thích chi tiết:
- Câu 1 (A): Khẳng định đúng theo mục Ghi nhớ của bài: "Cân bằng hoá học là cân bằng động: tốc độ thuận bằng tốc độ nghịch, nồng độ các chất không đổi. Hằng số $K_C$ chỉ phụ thuộc nhiệt độ và bản chất phản ứng. Vận dụng nguyên lí Le Chatelier để dự đoán chiều chuyển dịch cân bằng khi thay đổi nồng độ, áp suất và nhiệt độ."
- Câu 2 (B): Khẳng định đúng theo nội dung cốt lõi của tiết học: "Khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch, hệ đạt trạng thái cân bằng hoá học."
- Câu 3 (C): Khẳng định chuẩn xác theo phần Kiến thức trọng tâm: "Phản ứng thuận nghịch là phản ứng xảy ra đồng thời theo hai chiều ngược nhau trong cùng một điều kiện."
- Câu 4 (D): Khẳng định đúng theo hướng dẫn trọng tâm của bài: "Tại trạng thái này, nồng độ các chất không đổi theo thời gian, nhưng phản ứng vẫn tiếp tục xảy ra ở cấp độ vi mô, nên cân bằng hoá học là cân bằng động."

2. Hướng dẫn giải phần Tự luận & Thực hành

Bài 1:
- Nội dung cốt lõi cần trình bày: Phản ứng thuận nghịch là phản ứng xảy ra đồng thời theo hai chiều ngược nhau trong cùng một điều kiện. Khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch, hệ đạt trạng thái cân bằng hoá học.
- Tổng kết ghi nhớ: Cân bằng hoá học là cân bằng động: tốc độ thuận bằng tốc độ nghịch, nồng độ các chất không đổi. Hằng số $K_C$ chỉ phụ thuộc nhiệt độ và bản chất phản ứng. Vận dụng nguyên lí Le Chatelier để dự đoán chiều chuyển dịch cân bằng khi thay đổi nồng độ, áp suất và nhiệt độ.
Bài 2:
- Hướng dẫn phân tích & trình bày: Dựa trực tiếp vào dữ kiện trong ví dụ minh họa của tiết học: Xét phản ứng tổng hợp ammonia: $N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g)$ . Tại trạng thái cân bằng ở một nhiệt độ xác định, nồng độ các chất đo được là $[N_2] = 0,5$ mol/L, $[H_2] = 1,5$ mol/L, $[NH_3] = 0,8$ mol/L. Tính hằng số cân bằng $K_C$ .
- Lưu ý khi trình bày: Xác định rõ yêu cầu, áp dụng đúng quy tắc/khái niệm trong mục 1 và kiểm tra lại kết quả cuối cùng.
Bài 3:
- Phương pháp giải: Áp dụng các quy tắc ghi nhớ của bài Bài 1: Khái niệm về cân bằng hoá học (Cân bằng hoá học là cân bằng động: tốc độ thuận bằng tốc độ nghịch, nồng độ các chất không đổi. Hằng số $K_C$ chỉ phụ thuộc nhiệt độ và bản chất phản ứng. Vận dụng nguyên lí Le Chatelier để dự đoán chiều chuyển dịch cân bằng khi thay đổi nồng độ, áp suất và nhiệt độ.).
- Lời giải mẫu/Nhận xét: Lời giải: áp dụng công thức $K_C = \frac{[NH_3]^2}{[N_2][H_2]^3} = \frac{0,8^2}{0,5 \times 1,5^3} = \frac{0,64}{0,5 \times 3,375} = \frac{0,64}{1,6875} \approx 0,38$ . Phản ứng này toả nhiệt, nên khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch, lượng $NH_3$ giảm xuống.
Bài 4: $K_c = \frac{[NH_3]^2}{[N_2][H_2]^3}$
Bài 5: $K_c = \frac{[SO_3]^2}{[SO_2]^2[O_2]}$
Bài 6: pH = 2

Phần 1: Câu hỏi Trắc nghiệm (Nhận biết & Thông hiểu)

K_C

chỉ phụ thuộc nhiệt độ và bản chất phản ứng. Vận dụng nguyên lí Le Chatelier để dự đoán chiều chuyển dịch cân bằng khi thay đổi nồng độ, áp suất và nhiệt độ. B. Bỏ qua các khái niệm cơ bản và chỉ học thuộc lòng kết quả cuối cùng mà không cần hiểu bản chất. C. Chỉ áp dụng kiến thức trong một trường hợp duy nhất, không cần kiểm tra điều kiện hay đơn vị. D. Các nội dung trong bài hoàn toàn độc lập và không có mối liên hệ nào với thực tiễn hay các bài học khác.

Phần 2: Bài tập Tự luận & Thực hành theo tiết học

Xét phản ứng tổng hợp ammonia: $N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g)$ . Tại trạng thái cân bằng ở một nhiệt độ xác định, nồng độ các chất đo được là $[N_2] = 0,5$ mol/L, $[H_2] = 1,5$ mol/L, $[NH_3] = 0,8$ mol/L. Tính hằng số cân bằng $K_C$ .

Lời giải: áp dụng công thức $K_C = \frac{[NH_3]^2}{[N_2][H_2]^3} = \frac{0,8^2}{0,5 \times 1,5^3} = \frac{0,64}{0,5 \times 3,375} = \frac{0,64}{1,6875} \approx 0,38$ . Phản ứng này toả nhiệt, nên khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch, lượng $NH_3$ giảm xuống.

Bài 4 (Luyện tập học kì — Mức độ Cơ bản). Viết biểu thức hằng số cân bằng

K_c

của phản ứng

N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g)

Bài 5 (Luyện tập học kì — Mức độ Thông hiểu). Viết biểu thức hằng số cân bằng

K_c

của phản ứng

2SO_2(g) + O_2(g) \rightleftharpoons 2SO_3(g)

Bài 6 (Luyện tập học kì — Mức độ Vận dụng & Nâng cao). Tính pH của dung dịch

HCl

0,01 M.

Phần 3: Đáp án & Hướng dẫn giải chi tiết

1. Đáp án phần Trắc nghiệm

Bảng đáp án: 1-A, 2-B, 3-C, 4-D.

Giải thích chi tiết:

Câu 1 (A): Khẳng định đúng theo mục Ghi nhớ của bài: "Cân bằng hoá học là cân bằng động: tốc độ thuận bằng tốc độ nghịch, nồng độ các chất không đổi. Hằng số $K_C$ chỉ phụ thuộc nhiệt độ và bản chất phản ứng. Vận dụng nguyên lí Le Chatelier để dự đoán chiều chuyển dịch cân bằng khi thay đổi nồng độ, áp suất và nhiệt độ."
Câu 2 (B): Khẳng định đúng theo nội dung cốt lõi của tiết học: "Khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch, hệ đạt trạng thái cân bằng hoá học."
Câu 3 (C): Khẳng định chuẩn xác theo phần Kiến thức trọng tâm: "Phản ứng thuận nghịch là phản ứng xảy ra đồng thời theo hai chiều ngược nhau trong cùng một điều kiện."
Câu 4 (D): Khẳng định đúng theo hướng dẫn trọng tâm của bài: "Tại trạng thái này, nồng độ các chất không đổi theo thời gian, nhưng phản ứng vẫn tiếp tục xảy ra ở cấp độ vi mô, nên cân bằng hoá học là cân bằng động."

2. Hướng dẫn giải phần Tự luận & Thực hành

Bài 1:

Nội dung cốt lõi cần trình bày: Phản ứng thuận nghịch là phản ứng xảy ra đồng thời theo hai chiều ngược nhau trong cùng một điều kiện. Khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch, hệ đạt trạng thái cân bằng hoá học.
Tổng kết ghi nhớ: Cân bằng hoá học là cân bằng động: tốc độ thuận bằng tốc độ nghịch, nồng độ các chất không đổi. Hằng số $K_C$ chỉ phụ thuộc nhiệt độ và bản chất phản ứng. Vận dụng nguyên lí Le Chatelier để dự đoán chiều chuyển dịch cân bằng khi thay đổi nồng độ, áp suất và nhiệt độ.

Bài 2:

Hướng dẫn phân tích & trình bày: Dựa trực tiếp vào dữ kiện trong ví dụ minh họa của tiết học: Xét phản ứng tổng hợp ammonia: $N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g)$ . Tại trạng thái cân bằng ở một nhiệt độ xác định, nồng độ các chất đo được là $[N_2] = 0,5$ mol/L, $[H_2] = 1,5$ mol/L, $[NH_3] = 0,8$ mol/L. Tính hằng số cân bằng $K_C$ .
Lưu ý khi trình bày: Xác định rõ yêu cầu, áp dụng đúng quy tắc/khái niệm trong mục 1 và kiểm tra lại kết quả cuối cùng.

Bài 3:

Phương pháp giải: Áp dụng các quy tắc ghi nhớ của bài Bài 1: Khái niệm về cân bằng hoá học (Cân bằng hoá học là cân bằng động: tốc độ thuận bằng tốc độ nghịch, nồng độ các chất không đổi. Hằng số $K_C$ chỉ phụ thuộc nhiệt độ và bản chất phản ứng. Vận dụng nguyên lí Le Chatelier để dự đoán chiều chuyển dịch cân bằng khi thay đổi nồng độ, áp suất và nhiệt độ.).
Lời giải mẫu/Nhận xét: Lời giải: áp dụng công thức $K_C = \frac{[NH_3]^2}{[N_2][H_2]^3} = \frac{0,8^2}{0,5 \times 1,5^3} = \frac{0,64}{0,5 \times 3,375} = \frac{0,64}{1,6875} \approx 0,38$ . Phản ứng này toả nhiệt, nên khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch, lượng $NH_3$ giảm xuống.

Bài 4:

K_c = \frac{[NH_3]^2}{[N_2][H_2]^3}

Bài 5:

K_c = \frac{[SO_3]^2}{[SO_2]^2[O_2]}

Bài 6: pH = 2