Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Chuyển dịch cân bằng hóa học (Hóa học Lớp 11)

(AI giải đề cho tôi)
a) Sai. Từ giản đồ, ở cùng áp suất, nhiệt độ tăng (350°C → 550°C) thì hiệu suất thu ammonia giảm, chứng tỏ phản ứng (*) toả nhiệt (${\Delta }_{r}H<0$), không phải thu nhiệt. Việc công nghiệp vẫn dùng nhiệt độ cao (~450–500°C) là để đạt tốc độ phản ứng đủ nhanh, không phải vì phản ứng thu nhiệt.

b) Đúng. Phản ứng thuận $N_2+3H_2\to 2N{H}_3$ có tổng số mol khí giảm (4 → 2). Theo nguyên lý Le Chatelier, khi tăng áp suất cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm số mol khí, tức chiều thuận, hiệu suất tăng — điều này cũng phù hợp với các đường cong hiệu suất tăng theo áp suất trên giản đồ.

c) Sai. Đọc giản đồ: tại 550°C, 300 atm hiệu suất khoảng 20%; tại 500°C, 200 atm hiệu suất khoảng 26%. Vậy hiệu suất ở 550°C, 300 atm thấp hơn ở 500°C, 200 atm.

d) Đúng. Ở 450°C, 250 atm, hiệu suất theo giản đồ khoảng 40%. Ban đầu có 2 mol $N_2$ và 4,5 mol $H_2$; $H_2$ hết trước nên theo stoichiometry $N_2+3H_2\to 2N{H}_3$, lượng $N{H}_3$ cực đại = $\frac{2}{3}\times 4,5=3$ mol. Hiệu suất 40% cho $n(N{H}_3)=3\times 0,40=1,2$ mol, đúng như phát biểu.
a) (AI giải đề cho tôi)
Hiệu suất giảm khi nhiệt độ tăng nên phản ứng toả nhiệt (${\Delta }_{r}H<0$), không phải thu nhiệt.
b) (AI giải đề cho tôi)
Chiều thuận làm giảm số mol khí (4 → 2), tăng áp suất cân bằng chuyển chiều thuận.
c) (AI giải đề cho tôi)
Từ giản đồ: 550°C, 300 atm ≈ 20%; 500°C, 200 atm ≈ 26%, nên hiệu suất ở 550°C, 300 atm thấp hơn.
d) (AI giải đề cho tôi)
Ở 450°C, 250 atm hiệu suất ≈ 40%; $H_2$ limiting nên $N{H}_3$ max = 3 mol; $3\times 40\%=1,2$ mol.

a) Phản ứng (*) là phản ứng tỏa nhiệt (nhận định gốc bị gạch chéo, nguồn sửa lại: 'Phản ứng tỏa nhiệt'). b) Đúng: tăng áp suất, cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận. c) Sai: hiệu suất ở 550 °C, 300 atm thấp hơn ở 500 °C, 200 atm (nguồn sửa lại: 'Thấp hơn'). d) Đúng: Xét phương trình N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g) (*). So sánh tỷ lệ n_N2/1 = 2/1 > n_H2/3 = 4,5/3 ⇒ H₂ là tác nhân giới hạn (chất hết), N₂ là tác nhân lấy dư. Số mol theo lý thuyết của ammonia là n_NH3 = (2/3)·n_H2 = (2/3)×4,5 mol = 3 mol. Đường cong sự phụ thuộc hiệu suất theo nhiệt độ-áp suất cho thấy ở 450 °C và 250 atm, hiệu suất tạo thành NH₃ xấp xỉ 40%. Do đó, số mol thực tế của NH₃ là 3 mol × 40% = 1,2 mol.
a) Phản ứng tỏa nhiệt (theo nguồn: gạch chéo nhận định gốc, sửa thành 'Phản ứng tỏa nhiệt').
b) Phản ứng thuận làm giảm số mol khí (4 mol khí → 2 mol khí), nên tăng áp suất cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.
c) Theo giản đồ, hiệu suất ở 550 °C, 300 atm thấp hơn hiệu suất ở 500 °C, 200 atm (nguồn: gạch chéo nhận định gốc, sửa thành 'Thấp hơn').
d) Xét phương trình: N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g) (*). So sánh tỷ lệ: n_N2/1 = 2/1 > n_H2/3 = 4,5/3 ⇒ H₂ là tác nhân giới hạn (chất hết), N₂ là tác nhân lấy dư. Số mol theo lý thuyết của ammonia là: n_NH3 = (2/3)·n_H2 = (2/3)×4,5 mol = 3 mol. Đường cong sự phụ thuộc hiệu suất theo nhiệt độ-áp suất cho thấy ở 450 °C và 250 atm, hiệu suất tạo thành NH₃ xấp xỉ 40%. Do đó, số mol thực tế của NH₃ là: 3 mol × 40% = 1,2 mol.

(AI giải đề cho tôi)
Phản ứng H2(g) + I2(g) ⇌ 2HI(g) có tổng số mol khí hai bên bằng nhau (1+1 = 2), nên thay đổi áp suất chung (giảm áp suất bằng cách tăng thể tích) không làm thay đổi nồng độ các chất theo cùng tỉ lệ, Q = K vẫn giữ nguyên → cân bằng không chuyển dịch. Các tác động khác đều làm chuyển dịch: tăng nhiệt độ (phản ứng thu nhiệt ΔrH° > 0) → chuyển dịch thuận; giảm nồng độ HI → chuyển dịch thuận; tăng nồng độ H2 → chuyển dịch thuận.

(AI giải đề cho tôi)
Phản ứng $H_2(g)+I_2(g)\rightleftharpoons 2HI(g)$ có tổng số mol khí hai bên bằng nhau ($\Delta n_{kh\acute{ı}}=1+1-2=0$), nên thay đổi áp suất chung của hệ không làm chuyển dịch cân bằng → D đúng. Tăng nhiệt độ: phản ứng thuận thu nhiệt (${\Delta }_r{H}_{298}^0>0$) nên cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận → A sai. Giảm nồng độ HI hoặc tăng nồng độ $H_2$ đều làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận → B, C sai. Khớp với đáp án nguồn (D).

(AI giải đề cho tôi)
Phản ứng tổng hợp NH3 tỏa nhiệt (ΔrH° < 0) và có tổng số mol khí giảm (4 → 2). Theo nguyên lý Le Chatelier: tăng nhiệt độ sẽ làm cân bằng chuyển dịch ngược chiều tỏa nhiệt (về nghịch), giảm nồng độ N2 và tăng nồng độ NH3 đều làm cân bằng chuyển dịch về nghịch. Chỉ khi tăng áp suất chung của hệ, cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm số mol khí, tức về phía thuận. Vậy đáp án D.

(AI giải đề cho tôi)
Phản ứng $N_2(g)+3H_2(g)ightleftharpoons2N{H}_3(g)$ có $riangl{e}_r{H}_{298}^0<0$ (thuận, tỏa nhiệt) và tổng số mol khí phía thuận (4 mol) lớn hơn phía nghịch (2 mol). Theo nguyên lý Le Chatelier: tăng nhiệt độ làm cân bằng chuyển dịch về phía nghịch (phản ứng thu nhiệt) → A sai; giảm nồng độ $N_2$ hoặc tăng nồng độ $N{H}_3$ đều làm cân bằng chuyển dịch về phía nghịch → B, C sai; tăng áp suất chung làm cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm số mol khí, tức chiều thuận (4 → 2 mol) → D đúng.

Xét cân bằng tỏa nhiệt:

$$2S{O}_2(g)+O_2(g)\rightleftharpoons 2S{O}_3(g),\Delta H<0.$$

- Thay đổi áp suất: hai vế có tổng số mol khí khác nhau (trái 3 mol, phải 2 mol), nên cân bằng có thể chuyển dịch.
- Thay đổi nồng độ: hệ chuyển dịch để hạn chế tác động.
- Thay đổi nhiệt độ: phản ứng thuận tỏa nhiệt nên nhiệt độ ảnh hưởng chiều chuyển dịch.
- Chất xúc tác chỉ làm tăng tốc độ đạt trạng thái cân bằng, làm nhanh cả chiều thuận và nghịch; không đổi hằng số cân bằng ở một nhiệt độ xác định.

Vậy yếu tố không làm chuyển dịch cân bằng là B.

Cân bằng:
$$CO(g)+H_{2}O(g)\rightleftharpoons C{O}_2(g)+H_2(g){\Delta }_r{H}_{298}^{\circ }<0$$
Phản ứng thuận là tỏa nhiệt. Muốn cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận thì giảm nhiệt độ.
- A: xúc tác không làm chuyển dịch cân bằng.
- B: thêm $H_2$ làm cân bằng chuyển dịch nghịch.
- C: 2 mol khí $\rightleftharpoons$ 2 mol khí nên tăng áp suất không ảnh hưởng.
- D: giảm nhiệt độ, cân bằng chuyển theo chiều tỏa nhiệt.

Phản ứng $$C(s)+H_{2}O(g)\rightleftharpoons CO(g)+H_2(g),\Delta H>0$$ là phản ứng thu nhiệt, nên muốn cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận thì phải tăng nhiệt độ.

(AI giải đề cho tôi)
Cân bằng: $N_2(g)+3H_2(g)\rightleftharpoons 2N{H}_3(g)$, ${\Delta }_r{H}_{298}^0=-92\text{kJ}$ (phản ứng toả nhiệt), chiều thuận làm số mol khí giảm từ 4 xuống 2. Xét từng yếu tố: (a) Thêm $H_2$ (chất tham gia) → cân bằng chuyển dịch chiều thuận để tiêu bớt $H_2$: đúng. (b) Giảm áp suất → cân bằng dịch chuyển về phía có số mol khí lớn hơn, tức chiều nghịch: sai. (c) Tăng nhiệt độ → cân bằng dịch chuyển theo chiều phản ứng thu nhiệt, tức chiều nghịch (vì phản ứng thuận toả nhiệt): sai. (d) Thêm chất xúc tác → chỉ giúp cân bằng nhanh hơn, không làm dịch chuyển cân bằng: sai. Vậy chỉ có 1 yếu tố (a) làm cân bằng chuyển dịch chiều thuận, đáp án B, trùng với đáp án nguồn (câu 13 = B).

(AI giải đề cho tôi)
Phản ứng tổng hợp $N{H}_3$: $N_2(g)+3H_2(g)\rightleftharpoons 2N{H}_3(g)$ là phản ứng tỏa nhiệt, tổng số mol khí giảm từ 4 mol sang 2 mol. Theo nguyên lý Le Chatelier:
- A. Tăng áp suất: cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm số mol khí, tức chiều thuận sinh $N{H}_3$ → tăng hiệu suất. Đúng.
- B. Dùng chất xúc tác: chỉ giúp phản ứng nhanh đạt cân bằng, không dịch chuyển cân bằng, không tăng hiệu suất. Sai.
- C. Giảm nồng độ $N_2$: cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch, giảm hiệu suất. Sai.
- D. Tăng nhiệt độ: phản ứng tỏa nhiệt nên tăng nhiệt độ làm cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch (chiều thu nhiệt), giảm hiệu suất. Sai.
Vậy đáp án là A, khớp với đáp án nguồn (A được gạch chân, trang 7).

$$N_2(g)+3H_2(g)\rightleftharpoons 2N{H}_3(g){\Delta }_r{H}_{298}^{°}<0$$
Xét các biện pháp:
(1) Dùng xúc tác Fe chỉ làm tăng tốc độ phản ứng thuận và nghịch như nhau, không làm chuyển dịch cân bằng.
(2) Tăng áp suất làm cân bằng chuyển dịch về phía có số mol khí ít hơn, tức chiều tạo $N{H}_3$. Có chuyển dịch.
(3) Tăng nhiệt độ với phản ứng tỏa nhiệt làm cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch. Có chuyển dịch.
(4) Lấy $N{H}_3$ ra khỏi hệ làm cân bằng chuyển dịch theo chiều tạo thêm $N{H}_3$. Có chuyển dịch.
Có 3 biện pháp làm chuyển dịch cân bằng: (2), (3), (4).
⇒ Đáp án: 3.
(Lưu ý: bản gốc lời giải có một số khoảng trống do lỗi hiển thị nguồn sau “Cân bằng Haber:”.)

Chọn D. Tăng áp suất làm cân bằng chuyển dịch theo chiều có số mol khí ít hơn. $2S{O}_2(g)+O_2(g)\rightleftharpoons 2S{O}_3(g)$: vế trái có 3 mol khí, vế phải có 2 mol khí nên tăng áp suất làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.

(AI giải đề cho tôi)
Phản ứng tổng hợp ammonia là phản ứng tỏa nhiệt (ΔrH° = -91,8 kJ) và có tổng số mol khí giảm (4 → 2). Theo đồ thị: ở cùng áp suất, nhiệt độ càng thấp hiệu suất càng cao; ở cùng nhiệt độ, áp suất càng cao hiệu suất càng cao.
a) Sai: Nhiệt độ thấp làm cân bằng dịch chuyển thuận cho hiệu suất cân bằng cao, nhưng tốc độ phản ứng rất chậm, thời gian sản xuất kéo dài, năng suất thấp nên không đạt hiệu quả kinh tế. Thực tế công nghiệp dùng nhiệt độ khoảng 400–500°C với xúc tác.
b) Sai: Đọc đồ thị, ở 500°C – 300 atm hiệu suất khoảng 30%, còn ở 450°C – 200 atm hiệu suất khoảng 40%. Vậy hiệu suất ở 500°C, 300 atm thấp hơn.
c) Đúng: Từ đồ thị, ở 500°C – 250 atm hiệu suất tổng hợp ammonia H = 30% (tính theo H2). Theo phương trình N2 + 3H2 → 2NH3, H2 là chất hạn chế (2 mol N2 dư). Số mol NH3 = (3 × 30%)/3 × 2 = 0,6 mol.
d) Đúng: Phản ứng tỏa nhiệt nên giảm nhiệt độ làm cân bằng dịch chuyển chiều thuận; số mol khí giảm nên tăng áp suất cũng làm cân bằng dịch chuyển chiều thuận. Do đó đồng thời tăng áp suất và giảm nhiệt độ sẽ tăng hiệu suất tổng hợp ammonia.
a) (AI giải đề cho tôi)
Nhiệt độ quá thấp làm phản ứng diễn ra rất chậm (tốc độ thấp), không đạt hiệu quả kinh tế dù hiệu suất cân bằng cao.
b) (AI giải đề cho tôi)
Theo đồ thị: 500°C, 300 atm cho hiệu suất ~30%; 450°C, 200 atm cho hiệu suất ~40%. Vậy hiệu suất ở 500°C, 300 atm thấp hơn.
c) (AI giải đề cho tôi)
Ở 500°C, 250 atm hiệu suất H = 30% (tính theo H2). H2 hạn chế: n(NH3) = (3 × 30%)/3 × 2 = 0,6 mol.
d) (AI giải đề cho tôi)
Phản ứng tỏa nhiệt, số mol khí giảm nên tăng áp suất và giảm nhiệt độ đều làm cân bằng dịch chuyển thuận, tăng hiệu suất.

a) Sai. Về mặt lý thuyết hóa học, vì phản ứng tỏa nhiệt nên hạ nhiệt độ sẽ làm cân bằng dịch chuyển sang chiều thuận (tăng hiệu suất). Tuy nhiên, về mặt kinh tế, nếu nhiệt độ quá thấp, tốc độ phản ứng sẽ cực kỳ chậm, khiến thời gian để đạt đến trạng thái cân bằng quá lâu, không mang lại giá trị thực tế.
b) Sai. Hiệu suất của phản ứng ở 500°C, 300 atm là khoảng 30% thấp hơn hiệu suất ở 450°C, 200 atm là khoảng hơn 40%.
c) Đúng. Ở nhiệt độ 500°C, 250 atm, H = 30% (tính theo H₂)
$$3H_2\stackrel{H=30\%}{\to }2N{H}_3$$
$$3mol\to n_{N{H}_3}=\frac{3.2}{3}\times 30\%=0,6mol$$
Sơ đồ:
d) Đúng.
- Tăng áp suất: Cân bằng dịch chuyển theo chiều làm giảm số phân tử khí (từ 4 mol khí xuống 2 mol khí) → Chiều thuận (tăng hiệu suất).
- Giảm nhiệt độ: Cân bằng dịch chuyển theo chiều tỏa nhiệt để chống lại sự giảm nhiệt độ → Chiều thuận (tăng hiệu suất).
a) Sai. Về mặt lý thuyết hóa học, vì phản ứng tỏa nhiệt nên hạ nhiệt độ sẽ làm cân bằng dịch chuyển sang chiều thuận (tăng hiệu suất). Tuy nhiên, về mặt kinh tế, nếu nhiệt độ quá thấp, tốc độ phản ứng sẽ cực kỳ chậm, khiến thời gian để đạt đến trạng thái cân bằng quá lâu, không mang lại giá trị thực tế.
b) Sai. Hiệu suất của phản ứng ở 500°C, 300 atm là khoảng 30% thấp hơn hiệu suất ở 450°C, 200 atm là khoảng hơn 40%.
c) Đúng. Ở nhiệt độ 500°C, 250 atm, H = 30% (tính theo H₂)
$$3H_2\stackrel{H=30\%}{\to }2N{H}_3$$
$$3mol\to n_{N{H}_3}=\frac{3.2}{3}\times 30\%=0,6mol$$
Sơ đồ:
d) Đúng.
- Tăng áp suất: Cân bằng dịch chuyển theo chiều làm giảm số phân tử khí (từ 4 mol khí xuống 2 mol khí) → Chiều thuận (tăng hiệu suất).
- Giảm nhiệt độ: Cân bằng dịch chuyển theo chiều tỏa nhiệt để chống lại sự giảm nhiệt độ → Chiều thuận (tăng hiệu suất).

a) Sai, khi tăng áp suất, (1) chuyển dịch theo chiều thuận, (2) không dịch chuyển, (3)(4) dịch chuyển theo chiều nghịch.

b) Đúng, do (1)(2) có chiều thuận tỏa nhiệt và (3)(4) có chiều thuận thu nhiệt.

c) Đúng, tăng nhiệt độ thì tốc độ mọi phản ứng đều tăng, tuy nhiên độ tăng có khác nhau.

d) Đúng, giảm nhiệt độ thì (1) chuyển dịch theo chiều thuận → Số mol khí giảm → M khí tăng → Tỉ khối so với khí O${}_2$ tăng.
a) Sai, khi tăng áp suất, (1) chuyển dịch theo chiều thuận, (2) không dịch chuyển, (3)(4) dịch chuyển theo chiều nghịch.
b) Đúng, do (1)(2) có chiều thuận tỏa nhiệt và (3)(4) có chiều thuận thu nhiệt.
c) Đúng, tăng nhiệt độ thì tốc độ mọi phản ứng đều tăng, tuy nhiên độ tăng có khác nhau.
d) Đúng, giảm nhiệt độ thì (1) chuyển dịch theo chiều thuận → Số mol khí giảm → M khí tăng → Tỉ khối so với khí O${}_2$ tăng.

Kc = [COCl${}_2$]/[CO].[Cl${}_2$] = 10

n${}_{C{l}_2}$ thêm = 0,2 mol → Ngay thời điểm thêm nồng độ Cl${}_2$ là 0,1 + 0,2/1 = 0,3 M

$\mathrm{CO}(\mathrm{g})+\mathrm{C}{\mathrm{l}}_2(\mathrm{g})\rightleftharpoons \mathrm{COC}{\mathrm{l}}_2(\mathrm{g})$

0,2...........0,3.......0,2

x...............x.............x

0,2-x......0,3-x......0,2+x

Kc = (0,2 + x) / (0,2 – x)(0,3 – x) = 10

→ x = 0,08 (Chỉ lấy nghiệm x < 0,2)

→ [CO] = 0,2 – x = 0,12

Màu nâu đỏ nhạt dần → Chiều thuận
Khi hạ nhiệt độ thì CBCĐ theo chiều tăng nhiệt độ
→ Chiều thuận toả nhiệt → ${\Delta }_r{H}_{298}^0<0$

(AI giải đề cho tôi)
Phản ứng $2NO(g)+O_2(g)\rightleftharpoons 2N{O}_2(g)$ có ${\Delta }_r{H}_{298}^0=-115$ kJ nên chiều thuận tỏa nhiệt. Tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch (thu nhiệt), do đó nhận xét B là sai. A đúng vì phía thuận có tổng số mol khí giảm (3 → 2). C đúng vì $\Delta H<0$. D đúng vì hằng số cân bằng chỉ phụ thuộc nhiệt độ. Khớp với đáp án gạch chân B trong tài liệu gốc (trang 68).

(Nguồn: Đáp án và lời giải chi tiết, trang 88–89)
Câu 20: a) Sai, khi tăng áp suất, (1) chuyển dịch theo chiều thuận, (2) không dịch chuyển, (3)(4) dịch chuyển theo chiều nghịch. b) Đúng, do (1)(2) có chiều thuận toả nhiệt và (3)(4) có chiều thuận thu nhiệt. c) Đúng, tăng nhiệt độ thì tốc độ mọi phản ứng đều tăng, tuy nhiên độ tăng có khác nhau. d) Đúng, giảm nhiệt độ thì (1) chuyển dịch theo chiều thuận → Số mol khí giảm → M khí tăng → Tỉ khối so với khí O2 tăng.
a) (AI giải đề cho tôi)
Cân bằng (2) có tổng số mol khí bằng nhau hai bên nên không dịch chuyển khi tăng áp suất, không phải dịch chuyển nghịch.
b) (AI giải đề cho tôi)
Phản ứng toả nhiệt (1),(2) dịch chuyển nghịch khi tăng nhiệt độ; phản ứng thu nhiệt (3),(4) dịch chuyển thuận.
c) (AI giải đề cho tôi)
Tăng nhiệt độ làm tăng hằng số tốc độ của cả phản ứng thuận và nghịch nên tốc độ đều tăng.
d) (AI giải đề cho tôi)
Giảm nhiệt độ, cân bằng (1) toả nhiệt dịch chuyển theo chiều thuận: N2 + 3H2 → 2NH3, tổng số mol khí giảm trong khi tổng khối lượng khí không đổi nên khối lượng mol trung bình của hỗn hợp tăng. Do đó tỉ khối của hỗn hợp khí so với khí O2 (d = M_hỗn_hợp/M(O2)) tăng. Vậy phát biểu đúng.