Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chuyển dịch cân bằng hóa học

Phương trình / Quy luật áp dụng: Fe³⁺ + 3SCN⁻ ⇌ Fe(SCN)₃

Giải thích chuẩn SGK: Cân bằng hóa học là cân bằng động: v(thuận) = v(nghịch) ≠ 0, nồng độ các chất không đổi. "Màu sắc không đổi" không có nghĩa là phản ứng dừng lại; để xác định "chuyển dịch về phía nào" cần so sánh Q với K.

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Trọng tâm ôn tập "Đặc trưng bản chất của trạng thái cân bằng hóa học" — cân bằng động, nồng độ các chất không đổi, v(thuận) = v(nghịch) ≠ 0.

Phương trình / Quy luật áp dụng: Fe³⁺ + 3SCN⁻ ⇌ Fe(SCN)₃

Giải thích chuẩn SGK: Tại thời điểm vừa thêm chất phản ứng, Q giảm xuống (< K), tốc độ phản ứng thuận lớn hơn phản ứng nghịch nên cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận; khi đạt cân bằng mới thì Q bằng K trở lại.

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Trọng tâm ôn tập "Giải thích hiện tượng màu đỏ đậm lên khi thêm FeCl₃ dựa vào Q và K".

Phương trình / Quy luật áp dụng: 2Fe³⁺ + Fe = 3Fe²⁺

Giải thích chuẩn SGK: Bột sắt khử Fe³⁺ thành Fe²⁺ (2Fe³⁺ + Fe = 3Fe²⁺), làm nồng độ c(Fe³⁺) giảm xuống → Q tăng lên lớn hơn K → cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch.

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Điểm dễ nhầm: Tưởng bột sắt trực tiếp khử FeSCN²⁺ — thực chất ion bị tiêu thụ trực tiếp là Fe³⁺ tự do.

Phương trình / Quy luật áp dụng: Cr₂O₇²⁻ + H₂O ⇌ 2CrO₄²⁻ + 2H⁺

Giải thích chuẩn SGK: Thêm kiềm (OH⁻) trung hòa ion H⁺ làm Q giảm (< K) → cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận: Cr₂O₇²⁻ + H₂O ⇌ 2CrO₄²⁻ + 2H⁺ chuyển dịch theo chiều tạo ra CrO₄²⁻ (màu vàng).

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Ví dụ kinh điển trong SGK minh họa quy tắc "giảm nồng độ chất sản phẩm, cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận".

Phương trình / Quy luật áp dụng: Cr₂O₇²⁻ + H₂O ⇌ 2CrO₄²⁻ + 2H⁺

Giải thích chuẩn SGK: Thêm acid làm tăng nồng độ c(H⁺), khiến Q tăng (> K) → cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch, dung dịch trở về màu da cam của Cr₂O₇²⁻.

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Cần nắm vững cách xác định chiều chuyển dịch khi thêm kiềm / thêm acid và viết đúng biểu thức tỉ số phản ứng Q.

Phương trình / Quy luật áp dụng: 2NO₂ ⇌ N₂O₄　ΔH = −56.9 kJ/mol

Giải thích chuẩn SGK: Phản ứng 2NO₂ (nâu đỏ) ⇌ N₂O₄ (không màu) có chiều thuận tỏa nhiệt (ΔH = −56.9 kJ/mol): nhiệt độ làm thay đổi trực tiếp hằng số K. Khi tăng nhiệt độ thì K giảm → Q > K → chuyển dịch theo chiều nghịch (tạo thêm NO₂, màu nâu đỏ đậm lên); khi hạ nhiệt độ thì K tăng → Q < K → chuyển dịch theo chiều thuận (màu nhạt đi).

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Dạng bài suy luận ngược thường gặp: Từ hiện tượng "tăng nhiệt độ màu đậm lên" suy ra chiều thuận là phản ứng tỏa nhiệt (ΔH < 0).

Phương trình / Quy luật áp dụng: v(thuận) = v(nghịch) (Cân bằng động)

Giải thích chuẩn SGK: Trạng thái cân bằng không phải là "các hạt đứng yên", mà là tốc độ chuyển hóa thuận và nghịch bằng nhau; khi điều kiện thay đổi, hai tốc độ không còn bằng nhau làm số lượng hạt biến đổi cho đến khi thiết lập lại Q = K mới.

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Thường xuất hiện trong các câu hỏi sơ đồ hạt vi mô: xác định chiều chuyển dịch cân bằng từ sự thay đổi số lượng hạt.

Phương trình / Quy luật áp dụng: Cùng thời điểm, cùng nhiệt độ, cùng thể tích mới có thể so sánh

Giải thích chuẩn SGK: Khi nhiệt độ chưa hồi phục về nhiệt độ phòng, màu sắc quan sát được bị trộn lẫn thêm hiệu ứng nhiệt độ làm số đo lệch cao; muốn khảo sát riêng ảnh hưởng của nồng độ thì bắt buộc phải cố định nhiệt độ (nguyên tắc kiểm soát biến số).

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Dạng bài đánh giá thí nghiệm và phân tích sai số: Chỉ ra thao tác sai và giải thích số đo bị lệch về phía nào.

Phương trình / Quy luật áp dụng: Fe³⁺ + 3SCN⁻ ⇌ Fe(SCN)₃

Giải thích chuẩn SGK: Chọn đúng thuốc thử và nhỏ đúng lượng theo SGK (5 giọt FeCl₃ → 1.095 mmol/L), đồng thời dựa vào chỉ số nồng độ c chứ không chỉ ước lượng bằng mắt.

Lưu ý trọng tâm khi kiểm tra – đánh giá: Dạng bài kết hợp thao tác thực hành bắt buộc và phân tích dữ liệu định lượng.

Giải thích chuẩn SGK: Đáp án đúng: Bột sắt khử Fe³⁺ thành Fe²⁺ làm giảm nồng độ c(Fe³⁺), cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch. Do xảy ra phản ứng 2Fe³⁺ + Fe = 3Fe²⁺ làm nồng độ c(Fe³⁺) giảm xuống → Q tăng lên lớn hơn K → cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch (mục A3.3).

Giải thích chuẩn SGK: Đáp án đúng: Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận, nồng độ CrO₄²⁻ tăng lên. Thêm kiềm trung hòa H⁺ làm tỉ số Q = c²(CrO₄²⁻)·c²(H⁺)/c(Cr₂O₇²⁻) giảm xuống nhỏ hơn K → cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận, tạo thêm nhiều ion CrO₄²⁻ màu vàng (mục A3.4).

Giải thích chuẩn SGK: Đáp án đúng: Phản ứng thuận (2NO₂ ⇌ N₂O₄) là phản ứng tỏa nhiệt (ΔH < 0). Tăng nhiệt độ làm màu nâu đỏ đậm lên nghĩa là cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch (tạo thêm NO₂); vì khi tăng nhiệt độ cân bằng chuyển dịch theo chiều phản ứng thu nhiệt nên chiều nghịch thu nhiệt, suy ra chiều thuận tỏa nhiệt (ΔH < 0).

Giải thích chuẩn SGK: Đáp án đúng: Đậm lên ngay lập tức, sau đó nhạt dần đi. Khi đẩy pít-tông vào trong, thể tích giảm làm nồng độ NO₂ tăng vọt ngay lập tức nên màu nâu đỏ đậm lên trước; sau đó cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm số mol khí (chiều thuận tạo N₂O₄) tiêu thụ bớt NO₂ nên màu nhạt dần đi (nhưng vẫn đậm hơn trước khi nén).

Giải thích chuẩn SGK: Đáp án đúng: Chiều chuyển hóa [Cu(H₂O)₄]²⁺ + 4Cl⁻ → [CuCl₄]²⁻ + 4H₂O là quá trình thu nhiệt (ΔH > 0). Cân bằng [Cu(H₂O)₄]²⁺ (xanh lam) + 4Cl⁻ ⇌ [CuCl₄]²⁻ (vàng/xanh lục) + 4H₂O có chiều thuận thu nhiệt (ΔH > 0), nên khi đun nóng cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận làm dung dịch chuyển từ xanh lam sang xanh lục; lưu ý nhận định "tăng nhiệt độ luôn chuyển dịch chiều thuận" là sai vì còn tùy thuộc dấu của ΔH.