Chào các em học sinh yêu quý của cô! Cô rất vui được đồng hành cùng các em trong buổi học Hóa học hôm nay. Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau chinh phục một bài tập về cân bằng hóa học, một chủ đề rất quan trọng trong chương trình lớp 10 của chúng ta. Các em hãy cùng chú ý theo dõi nhé!

Bài toán cho chúng ta một phản ứng thuận nghịch:
2A (k) + B (k) ⇔ 2X (k) + 2Y (k)

Ban đầu, người ta trộn 4 chất, mỗi chất 1 mol vào một bình kín có dung tích 2 lít.
Khi đạt đến trạng thái cân bằng, lượng chất X là 1,6 mol.
Đề bài yêu cầu chúng ta tìm nồng độ của chất B ở trạng thái cân bằng.

Chúng ta sẽ cùng nhau đi từng bước để giải bài toán này.

Bước 1: Tính nồng độ ban đầu của các chất.
Nồng độ mol (M) được tính bằng công thức: \(C = \frac{n}{V}\), trong đó \(n\) là số mol và \(V\) là thể tích (lít).
Dung tích bình là 2 lít, và ban đầu có 1 mol của mỗi chất A, B, X, Y.
Do đó, nồng độ ban đầu của A là: \(C_A(đầu) = \frac{1 \text{ mol}}{2 \text{ lít}} = 0,5 \text{ M}\).
Nồng độ ban đầu của B là: \(C_B(đầu) = \frac{1 \text{ mol}}{2 \text{ lít}} = 0,5 \text{ M}\).
Nồng độ ban đầu của X là: \(C_X(đầu) = \frac{1 \text{ mol}}{2 \text{ lít}} = 0,5 \text{ M}\).
Nồng độ ban đầu của Y là: \(C_Y(đầu) = \frac{1 \text{ mol}}{2 \text{ lít}} = 0,5 \text{ M}\).
Chúng ta dùng công thức này vì nó cho biết lượng chất tan trong một đơn vị thể tích dung dịch, là cơ sở để xác định sự chuyển dịch cân bằng.

Bước 2: Lập bảng biến thiên nồng độ (hoặc số mol) theo phản ứng.
Chúng ta sẽ sử dụng bảng để theo dõi sự thay đổi nồng độ của các chất từ trạng thái ban đầu đến trạng thái cân bằng. Ở đây, chúng ta sẽ làm việc với số mol cho tiện vì thể tích không đổi.
Phản ứng: 2A + B ⇔ 2X + 2Y
Trạng thái ban đầu (mol): 1 1 1 1
Phản ứng (mol): -2x -x +2x +2x
Trạng thái cân bằng (mol): 1-2x 1-x 1+2x 1+2x

Ở đây, \(x\) là số mol của B đã phản ứng. Dựa vào tỉ lệ mol trong phương trình phản ứng:
– Nếu \(x\) mol B phản ứng, thì \(2x\) mol A phản ứng.
– Nếu \(x\) mol B phản ứng, thì \(2x\) mol X được tạo thành.
– Nếu \(x\) mol B phản ứng, thì \(2x\) mol Y được tạo thành.

Bước 3: Sử dụng thông tin về lượng chất X ở trạng thái cân bằng để tìm x.
Đề bài cho biết lượng chất X ở trạng thái cân bằng là 1,6 mol.
Từ bảng biến thiên, số mol X ở trạng thái cân bằng là \(1+2x\).
Do đó, ta có phương trình: \(1 + 2x = 1,6\).
Giải phương trình này, ta được:
\(2x = 1,6 – 1\)
\(2x = 0,6\)
\(x = \frac{0,6}{2} = 0,3 \text{ mol}\).
Việc sử dụng thông tin cân bằng cụ thể của một chất giúp chúng ta xác định được mức độ chuyển dịch của phản ứng, biểu thị qua biến \(x\).

Bước 4: Tính số mol của B ở trạng thái cân bằng.
Số mol B ở trạng thái cân bằng là \(1-x\).
Thay giá trị \(x=0,3\) mol vào, ta có:
Số mol B (cân bằng) = \(1 – 0,3 = 0,7 \text{ mol}\).

Bước 5: Tính nồng độ của B ở trạng thái cân bằng.
Nồng độ B ở trạng thái cân bằng được tính bằng công thức: \(C_B(cân bằng) = \frac{\text{Số mol B (cân bằng)}}{V}\).
\(C_B(cân bằng) = \frac{0,7 \text{ mol}}{2 \text{ lít}} = 0,35 \text{ M}\).

Vậy, nồng độ của B ở trạng thái cân bằng là 0,35M.

Chúng ta cùng xem đáp án nào trùng khớp với kết quả của mình nhé.
A. 0,7M.
B. 0,8M.
C. 0,35M.
D. 0,5M.

Đáp án của chúng ta là 0,35M, trùng với đáp án C.

Cô hy vọng với cách giải chi tiết từng bước như thế này, các em đã hiểu rõ bài toán và phương pháp giải. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào, đừng ngần ngại hỏi cô nhé! Chúc các em học tốt!