Bài 7 trang 217 SGK Hóa 10 Nâng cao: Cho 0,1 mol CaCO3 (r) vào bình chân không dung tích 1 lít để thực hiện phản ứng sau:...

Cho 0,1 mol CaCO₃(r) vào bình chân không dung tích 1 lít để thực hiện phản ứng sau: 

(CaC{O_3}left( r ight),, mathbin{lower.3exhbox{$uildrel extstyle ightarrowover
{smash{leftarrow}vphantom{_{vbox to.5ex{vss}}}}$}} ,,CaOleft( r ight) + C{O_2}left( k ight))

Ở nhiệt độ 820⁰C, hằng số cân bằng ({K_c} = 4,{28.10^{ – 3}})

Ở nhiệt độ 880⁰C, hằng số cân bằng ({K_c} = 1,{06.10^{ – 2}})

Tính hiệu suất chuyển hóa CaCO₃ thành CaO và CO₂ (%CaCO₃ bị phân hủy) khi đạt đến trạng thái cân bằng ở hai nhiệt độ trên. So sánh các kết quả thu được hãy rút ra kết luận và giải thích.

Giải

Phản ứng xảy ra: 

(CaC{O_{3,left( r ight)}},, mathbin{lower.3exhbox{$uildrel extstyle ightarrowover
{smash{leftarrow}vphantom{_{vbox to.5ex{vss}}}}$}} ,,Ca{O_{left( r ight)}} + C{O_{2left( k ight)}};,,K = left[ {C{O_2}} ight])

+ Ở nhiệt độ 820⁰C: ({K_c} = 4,{28.10^{ – 3}},)  do đó (left[ {C{O_2}} ight] = 4,{28.10^{ – 3}},,left( {mol/l} ight))

( Rightarrow H\%  = {{4,{{28.10}^{ – 3}}} over {0,1}}.100 = 4,28\% )

+ Ở nhiệt độ 880⁰C: ({K_c} = 1,{06.10^{ – 2}},)  do đó (left[ {C{O_2}} ight] = 1,{06.10^{ – 2}},,left( {mol/l} ight))

( Rightarrow H\%  = {{1,{{06.10}^{ – 3}}} over {0,1}}.100 = 10,6\% )

Vậy ở nhiệt độ cao hơn, lượng CaO, CO₂ tạo thành theo phản ứng nhiều hơn, nghĩa là ở nhiệt độ cao hơn, hiệu suất chuyển hóa CaCO₃ thành CaO và CO₂ lớn hơn.

Giải thích: Phản ứng nung vôi là phản ứng thu nhiệt. Cân bằng phản ứng dịch chuyển theo chiều thuận khi tăng nhiệt độ.