Cho phản ứng: $N_2 (g) + 3H_2 (g) ⇌ 2NH_3 (g)$. Nếu ở trạng thái cân bằng nồng độ $NH_3$ là 0,30 mol/L, $N_2$ là 0,05 mol/L và của H2 là 0,10 mol/L thì hằng số cân bằng của phản ứng là bao nhiêu? A. 18...

Đề bài: Cho phản ứng: $N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g)$. Nếu ở trạng thái cân bằng nồng độ $NH_3$ là 0,30 mol/L, $N_2$ là 0,05 mol/L và của $H_2$ là 0,10 mol/L thì hằng số cân bằng của phản ứng là bao nhiêu?

Phương pháp giải

Đối với một phản ứng thuận nghịch tổng quát ở trạng thái khí:

$aA + bB \rightleftharpoons cC + dD$

Biểu thức tính hằng số cân bằng nồng độ ($K_c$) là tỉ số giữa tích nồng độ các chất sản phẩm và tích nồng độ các chất phản ứng, với số mũ là hệ số tỉ lượng tương ứng của chúng trong phương trình hóa học:

$K_c = \frac{[C]^c \cdot [D]^d}{[A]^a \cdot [B]^b}$

Các bước tính toán cụ thể

Bước 1: Thiết lập biểu thức $K_c$ cho phản ứng

Dựa vào phương trình $N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g)$, ta có biểu thức hằng số cân bằng:

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

Bước 2: Thay các giá trị nồng độ tại trạng thái cân bằng vào biểu thức

Theo đề bài cho, tại trạng thái cân bằng:

$[NH_3] = 0,30 \text{ mol/L}$

$[N_2] = 0,05 \text{ mol/L}$

$[H_2] = 0,10 \text{ mol/L}$

Thế số vào công thức:

$K_c = \frac{(0,30)^2}{0,05 \cdot (0,10)^3}$

Bước 3: Tính toán kết quả

Tử số: $(0,30)^2 = 0,09$

Mẫu số: $0,05 \cdot (0,10)^3 = 0,05 \cdot 0,001 = 0,00005$

$K_c = \frac{0,09}{0,00005} = 1800$

Kết luận

 Đáp án chính xác là D. 1800.