HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN - HỌC SINH

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

* Phản ứng một chiều

- GV giới thiệu hình ảnh phản ứng đốt cháy khí methane hoặc đốt cháy than.

CH₄ + 2O₂  CO₂ + 2H₂O (1)

- GV nêu đặc điểm của phản ứng (1):

+ Các chất sản phẩm không phản ứng được với nhau để tạo thành các chất đầu.

+ Phản ứng có đặc điểm như vậy được gọi là phản ứng một chiều.

- GV đặt câu hỏi: Vậy có phản ứng nào mà các chất sản phẩm lại phản ứng được với nhau để tạo thành chất đầu không ?

* Phản ứng thuận nghịch

- GV giới thiệu hai thí nghiệm cùng thực hiện ở 445 ^oC, trong bình kín dung tích 10 lít.

Thí nghiệm 1:

Thí nghiệm 2:

- GV yêu cầu HS thảo luận cặp đôi trả lời CH hoạt động mục I.2 SGK trang 6 – 7:

a) Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra trong thí nghiệm 1 và thí nghiệm 2.

b) Trong cả hai thí nghiệm trên, dù thời gian phản ứng kéo dài bao lâu thì các chất đầu đều còn lại sau phản ứng, Giải thích.

- GV dẫn dắt HS đi đến kết luận: Phản ứng thuận nghịch là phản ứng xảy ra theo hai chiều trái ngược nhau trong cùng điều kiện.

- GV yêu cầu HS trả lời CH1, CH2 mục I.2 SGK trang 7 – 8:

1. Quá trình hình thành hang động, thạch nhũ là một ví dụ điển hình về phản ứng thuận nghịch trong tự nhiên.

Nước có chứa CO₂ chảy qua đá vôi, bào mòn đá tạo thành Ca(HCO₃)₂ (phản ứng thuận) góp phần hình thành các hang động. Hợp chất Ca(HCO₃)₂ trong nước lại bị phân hủy tạo ra CO₂ và CaCO₃ (phản ứng nghịch), hình thành các thạch nhũ, măng đá, cột đá.

Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra trong hai quá trình trên.

2. Phản ứng xảy ra khi cho khí Cl₂ tác dụng với nước là một phản ứng thuận nghịch. Viết phương trình hóa học của phản ứng, xác định phản ứng thuận, phản ứng nghịch.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS suy nghĩ trả lời câu hỏi của GV, CH hoạt động mục I.2, CH1, CH2 SGK trang 6 – 8.

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- Đại diện HS trả lời câu hỏi của GV, CH hoạt động mục I.2, CH1, CH2 SGK trang 6 – 8. 

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Kết luận, nhận định

GV đánh giá, nhận xét, tổng kết các đặc điểm của phản ứng một chiều và phản ứng thuận nghịch qua bảng:

I. Phản ứng một chiều và phản ứng thuận nghịch

1. Phản ứng một chiều

- Phản ứng một chiều là phản ứng chỉ xảy ra một chiều từ chất phản ứng tạo thành chất sản phẩm.

- Các chất sản phẩm không phản ứng lại được với nhau tạo thành chất đầu.

- PTHH của phản ứng một chiều được biểu diễn bằng mũi tên chỉ chiều phản ứng

Ví dụ : NaOH + HCl  NaCl + H₂O

2. Phản ứng thuận nghịch

Trả lời CH hoạt động mục I.2 SGK trang 6 – 7:

a)

+ Thí nghiệm 1:

H₂(g) + I₂(g)  2HI(g)

+ Thí nghiệm 2:

2HI(g)  H₂(g) + I₂(g)

b)

+ Ở thí nghiệm 1: khí H₂ tác dụng với I₂ tạo thành HI, đồng thời lại xảy ra phản ứng HI phân hủy tạo thành I₂ và H₂ nên dù thời gian phản ứng kéo dài bao lâu thì sau phản ứng các chất đầu H₂, I₂ vẫn còn.

+ Ở thí nghiệm 2 : khí HI phân hủy tạo thành H₂ và I₂, đồng thời lại xảy ra phản ứng khi H₂ và I₂ tạo thành HI nên dù thời gian phản ứng kéo dài bao lâu thì sau phản ứng chất đầu HI vẫn còn.  

Kết luận:

- Phản ứng thuận nghịch là phản ứng xảy ra theo hai chiều ngược nhau trong cùng điều

- PTHH của phản ứng hai chiều được biểu diễn bằng hai nửa mũi tên ngược chiều nhau . Chiều từ trái sang phải là chiều phản ứng thuận, chiều từ phải sang trái là chiều phản ứng nghịch.

Ví dụ: 3O₂  2O₃

Trả lời CH1 SGK trang 7:

CaCO₃(s) + H₂O(l) + CO₂(aq)  Ca(HCO₃)₂(aq)

Trả lời CH2 SGK trang 8:

+ PTHH của phản ứng:

Cl₂ + H₂O  HCl + HClO

+ Phản ứng thuận:

Cl₂ + H₂O  HCl + HClO

+ Phản ứng nghịch:

HCl + HClO  Cl₂ + H₂O

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN - HỌC SINH

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

* Trạng thái cân bằng

- GV chia lớp thành các nhóm, thảo luận nghiên cứu về trạng thái cân bằng hóa học thông qua phản ứng:

H₂(g) + I₂(g)  2HI (g)

- GV phát mỗi nhóm một tờ giấy A_o, yêu cầu các nhóm trả lời CH hoạt động mục II.1 SGK trang 8, vẽ đồ thị trên giấy A_o:

a) Vẽ đồ thị biểu diễn sự thay đổi số mol các chất theo thời gian

b) Từ đồ thị, nhận xét sự thay đổi số mol của các chất theo thời gian.

c) Viết biểu thức định luật tác dụng khối lượng với phản ứng thuận và phản ứng nghịch, từ đó dự đoán sự thay đổi tốc độ của mỗi phản ứng theo thời gian (biết các phản ứng này đều là phản ứng đơn giản).

d) Bắt đầu từ thời điểm nào thì số mol các chất trong hệ phản ứng thay đổi nữa?

- GV dẫn dắt HS nhận xét: Trong thí nghiệm trên, lúc đầu phản ứng thuận có tốc độ lớn hơn phản ứng nghịch và ưu tiên tạo ra hydrogen iodine. Theo thời gian, tốc độ phản ứng thuận giảm dần, tốc độ phản ứng nghịch tăng dần đến khi tốc độ hai phản ứng bằng nhau.

Tại thời điểm này, số mol của các chất hydrogen, iodine, hydrogen iodine không thay đổi nữa. Đây là thời điểm phản ứng thuận nghịch đạt tới trạng thái cân bằng.

- GV đưa ra khái niệm trạng thái cân bằng của phản ứng thuận nghịch.

- GV nhấn mạnh với HS đặc điểm của cân bằng hóa học:

+ Cân bằng hóa học là một cân bằng động, các chất tham gia phản ứng liên tục phản ứng với nhau để tạo thành sản phẩm và các chất sản phẩm cũng liên tục phản ứng với nhau để tạo thành các chất đầu.

+ Trong một đơn vị thời gian có bao nhiêu phân tử chất đầu chuyển thành sản phẩm thì có bấy nhiêu phân tử chất đầu đó được tạo ra từ sản phẩm.

+ Ở trạng thái cân bằng, tốc độ phản ứng thuận và tốc độ phản ứng nghịch bằng nhau.

+ Ở trạng thái cân bằng, có tất  cả các chất tham gia phản ứng, sản phẩm và nồng độ của chúng là không đổi.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS thảo luận theo nhóm, đọc SGK, thảo luận trả lời CH hoạt động mục II.1 SGK trang 8.

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- Đại diện HS trả lời CH hoạt động mục II.1 SGK trang 8.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Kết luận, nhận định

GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức về khái niệm trạng thái cân bằng và đặc điểm của cân bằng hóa học.

II. Cân bằng hóa học

1. Trạng thái cân bằng

Trả lời CH hoạt động mục II.1 SGK trang 8:

a)

b)

Theo thời gian, số mol H₂ và I₂ giảm dần và từ thời điểm t₄, số mol của H₂ và I₂ không thay đổi nữa.

Theo thời gian, số mol HI tăng dần và từ thời điểm t₄, số mol HI cũng không thay đổi nữa.

c)

Biểu thức định luật tác dụng khối lượng đối với phản ứng thuận:

v_t = k_t[H₂].[I₂]

Biểu thức định luật tác dụng khối lượng đối với phản ứng nghịch:

v_n = k_n[HI]²

Từ hai biểu thức cho thấy:

- Theo thời gian, số mol H₂, I₂ giảm dần nên [H₂] và [I₂] giảm, tốc độ phản ứng thuận giảm.

- Theo thời gian, số mol HI tăng dần nên [HI] tăng dần, tốc độ phản ứng nghịch tăng.

d)

Từ thời điểm t₄ thì số mol các chất trong hệ phản ứng không thay đổi.

Khái niệm: Trạng thái cân bằng của phản ứng thuận nghịch là trạng thái tại đó tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch.

Đặc điểm:

+ Cân bằng hóa học là một cân bằng động

+ Các chất tham gia phản ứng/sản phẩm liên tục phản ứng với nhau để tạo thành sản phẩm/chất đầu nhưng với tốc độ bằng nhau.

à Ở trạng thái cân bằng, nồng độ các chất không đổi.

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN - HỌC SINH

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

- GV chia lớp thành các nhóm, yêu cầu HS thiết lập biểu thức hằng số cân bằng của phản ứng:

H₂(g) + I₂(g)  2HI(g)

- Các nhóm thảo luận trả lời CH hoạt động mục II.2 SGK trang 9:

Tính giá trị K_C =  ở mỗi thí nghiệm, nhận xét kết quả thu được.

- GV giới thiệu biểu thức tính tính hằng số cân bằng của phản ứng thuận nghịch tổng quát.

Aa + Bb  Cc + dD

- GV lưu ý HS:

+ Hằng số cân bằng K_C của một phản ứng thuận nghịch, chỉ phụ thuộc nhiệt độ và bản chất của phản ứng, không phụ thuộc nồng độ ban đầu của các chất.

+ Nồng độ của chất rắn được coi bằng 1 và không có mặt trong biểu thức tính hằng số cân bằng.

- GV lấy ví dụ về phản ứng thuận nghịch có mặt của chất rắn và hướng dẫn HS viết biểu thức hằng số cân bằng của phản ứng:

C(s) + CO₂(g)  2CO(g)

- GV trình bày về ý nghĩa của hằng số cân bằng.

- GV yêu cầu HS trả lời CH6 mục II.2 SGK trang 10:

Viết biểu thức hằng số cân bằng cho các phản ứng sau:

a) Phản ứng tổng hợp ammonia: N₂(g) + 3H₂(g)  2NH₃(g)

b) Phản ứng nung vôi: CaCO₃(s)  CaO(s) + CO₂(g)

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS thảo luận theo cặp đôi, đọc SGK và trả lời CH hoạt động mục, CH6 II.2 SGK trang 9 – 10

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- Đại diện HS trả lời câu hỏi CH hoạt động mục II.2, CH6 SGK trang 9 – 10

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Kết luận, nhận định

GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức về hằng số cân bằng, chuyển sang nội dung mới.

II. Cân bằng hóa học

2. Hằng số cân bằng

a) Biểu thức của hằng số cân bằng

- Xét phản ứng thuận nghịch tổng quát:

Aa + Bb  Cc + dD

- Ở trạng thái cân bằng, hằng số cân bằng (K_C) của phản ứng được xác định theo biểu thức:

- Trong đó: [A], [B], [C], [D] là nồng độ mol của các chất A, B, C, D ở trạng thái cân bằng; a, b, c, d là hệ số tỉ lượng của các chất trong phương trình hóa học của phản ứng.

c) Ý nghĩa của hằng số cân bằng

- K_C phụ thuộc vào bản chất của phản ứng và nhiệt độ.

- K_C càng lớn thì phản ứng thuận càng chiếm ưu thế hơn và ngược lại, K_C càng nhỏ thì phản ứng nghịch càng chiếm ưu thế hơn.

Trả lời CH mục II.2 SGK trang 9:

Thí nghiệm 1: K_C = 64,00; thí nghiệm 2: K_C = 63, 99; thí nghiệm 3: K_C = 64,08

Nhận xét: giá trị biểu thức K_C =  thay đổi không đáng kể mặc dù nồng độ ban đầu và nồng độ các chất tại thời điểm cân bằng khác nhau.

Trả lời CH6 SGK trang 10:

a)

b)

K_C = [CO₂]

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN - HỌC SINH

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

- GV chia lớp thành các nhóm, thực hiện thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ tới chuyển dịch cân bằng thông qua các phản ứng:

Thí nghiệm 1:

2NO₂(g)  N₂O₄(g)        < 0

        (màu nâu đỏ)   (không màu)

- GV lưu ý HS: NO₂ là khí độc, chú ý nút kín ống nghiệm

Thí nghiệm 2:

CH₃COONa + H₂O  CH₃COOH + NaOH > 0

- GV yêu cầu HS trả lời CH hoạt động mục III.1 SGK trang 11:

Quan sát sự thay đổi màu sắc của dung dịch trong các ống nghiệm và hoàn thành vào vở theo mẫu bảng sau:

- GV kết luận về ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự chuyển dịch cân bằng hóa học

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS đọc SGK và thực hiện thí nghiệm, trả lời CH hoạt động mục III.1 SGK trang 11

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- Đại diện HS báo cáo kết quả thực hiện thí nghiệm, CH hoạt động mục III.1 SGK trang 11.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Kết luận, nhận định

GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức về ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự chuyển dịch cân bằng hóa học.

III. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự chuyển dịch cân bằng hóa học

1. Ảnh hưởng của nhiệt độ

Trả lời CH hoạt động mục III.1 SGK trang 11:

Thí nghiệm 1:

Thí nghiệm 2:

Kết luận: Khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm nhiệt độ, tức là chiều phản ứng thu nhiệt (> 0), nghĩa là chiều làm giảm tác động của việc tăng nhiệt độ và ngược lại.