20-อภิสรา.

ค่าคงที่สมดลุ กบั สมการเคมี นางสาวอภิสรา ขนั ธราม

คำนำ ก หนงั สืออิเลก็ ทรอนิกส์เล่มน้ีจดั ทาข้ึนเพ่ือ การศึกษาผา่ นหนงั สืออิเลก็ ทรอนิกส์ภายใน หนงั สือมีเน้ือหาของค่าคงที่สมดุลกบั สมกำร เคมี ผจู้ ดั ทาหวงั วา่ หนงั สือน้ีจะใหค้ วามรู้ ประโยชน์แก่ผอู้ ่านแก่ทุกท่านทางผจู้ ดั ทา หวงั เป็นอยา่ งยง่ิ วา่ หนงั สืออิเลก็ ทรอนิกส์จะ เป็นประโยชนต์ ่อการเรียนรู้เพือ่ ประยกุ ตใ์ ช้ พฒั นาการเรียนรู้ที่เหมาะสมทางผจู้ ดั หวงั เป็นอยา่ ยง่ิ วา่ จะไดร้ ับประโยชน์และความรู้ จากการศึกษาจากหนงั สืออิเลก็ ทรอนิกส์เล่ม น้ีไม่มากกน็ อ้ ยหากมีขอ้ ผดิ พลาดประการใด ผจู้ ดั ทาขออภยั มา ณ ท่ีน้ี

สำรบญั ข เรื่อง หน้ำ แบบทดสอบก่อนเรียน 1-4 ค่าคงท่ีสมดุล 5 สูตรต่างๆ 6 ตวั อยา่ ง 7 ขอ้ สังเกตเก่ียวกบั ค่าคงท่ีของสมดุล (K) 8-11 หลกั การคานวณหาค่า K เพ่อื ทราบความ 12 เขม้ ขน้ ของสาร ลกั ษณะโจทยใ์ นการคานวณค่าคงท่ีสมดุล 13-18 แบบทดสอบหลงั เรียน 19-22 จดั ทาโดย 23

แบบทดสอบ 1 ก่อนเรียน 1. จากสมการ SnO2 (s) + 2CO (g) ⇋ Sn (s) + 2CO2 (g) ถา้ เปลี่ยนแปลงสภาวะของปฏิกิริยาดงั ต่อไปน้ีโดย ลดความดนั ของระบบ จะมีผลอยางไรต่อ ก. ผลิตภณั ฑ์ (Sn และ CO2) คงที เพิ่มข้ึน ข. ผลิตภณั ฑ์ (Sn และ CO2) คงที ไม่มีผล ค. ผลิตภณั ฑ์ (Sn และ CO2) คงที ลดลง ง. ไม่มีขอ้ ใดถูก 2. 2 HI (g) ⇋ H2 (g) + I2 (g) ทีภาวะสมดุล อุณหภูมิ 425 องศาเซลเซียส มีค่า Kc= 1.84 และ ค่า Kp คือเท่าใด ก. 1.84 ข. 1.85 ค. 1.45 ง. 1.48 3. จากปฏิกิริยาการเตรียมฟอสจีน (COCl2) CO (g) + Cl2 (g) ⇋ COCl2 (g) ทีอุณหภูมิ 395 องศา เซลเซียส มีค่า Kc= 1.23x 103 ในภาชนะ 1 ลิตร ทีภาวะ สมดุลพบวาม่ี CO 0.012 โมล, Cl2 0.025 โมล จานวนโม ลของ COCl2 คือเท่าใด ก. 0.369 mol ข. 0.359 mol ค. 0.349 mol ง. 0.339 mol

2 4. ที่อุณหภูมิ 900 องศาเซลเซียส มีค่า Kcของปฏิกิริยาขา้ งล่าง เท่ากบั 0.28 น้ีคือขอ้ ใดค่า Kp ทีอุณหภูมิ CS2 (g) + 4H2 (g) ⇋ CH4 (g) + 2H2S (g) ก. 2.02x10-5 L -2 atm-2 ข. 3.03x10-5 L -2 atm-2 ค. 4.04x10-5 L -2 atm-2 ง. 5.05x10-5 L -2 atm-2 5. จากสมการ CO (g) + Cl2 (g) ⇋ COCl2 (g) ถา้ เปลี่ยนแปลงสภาวะของปฏิกิริยาดงั ต่อไปน้ีโดยการ เพมิ่ ควำมเข้มข้นของCO จะมีผลอยางไรต่อผลิตภณั ฑ์ ก. ผลิตภณั ฑ์ (COCl2) เพิ่มข้ึน ข. ผลิตภณั ฑ์ (COCl2) ลดลง ค. ผลิตภณั ฑ์ (CO2) เพ่ิมข้ึน ง. ผลิตภณั ฑ์ (CO) เพิม่ ข้ึน 6. จากสมการ CO (g) + Cl2 (g) ⇋ COCl2 (g) ถา้ เปลี่ยนแปลงสภาวะของปฏิกิริยาดงั ต่อไปน้ีโดยการ เพม่ิ ปริมำตรของระบบ จะมีผลอยางไรต่อผลิตภณั ฑ์ ก. ผลิตภณั ฑ์ (COCl2) เพม่ิ ข้ึน ข. ผลิตภณั ฑ์ (COCl2) ลดลง ค. ผลิตภณั ฑ์ (CO2) เพมิ่ ข้ึน ง. ผลิตภณั ฑ์ (CO) เพม่ิ ข้ึน 7. จากสมการ CO (g) + Cl2 (g) ⇋ COCl2 (g) ถา้ เปลี่ยนแปลงสภาวะของปฏิกิริยาดงั ต่อไปน้ีโดยการ ลดควำมดันของระบบ จะมีผลอยางไรต่อผลิตภณั ฑ์ ก. ผลิตภณั ฑ์ (COCl2) เพมิ่ ข้ึน ข. ผลิตภณั ฑ์ (COCl2) ลดลง ค. ผลิตภณั ฑ์ (CO2) เพิม่ ข้ึน ง. ผลิตภณั ฑ์ (CO) เพมิ่ ข้ึน 8. ค่า Kcและ Kpของปฏิกิริยาต่อไปนี H2 (g) + I2 (g) ⇋ 2HI (g) คือขอ้ ใด ก. 0.345 ข. 0.121 ค. 0.543. ง. 1.257

3 9. ค่าคงที่สมดุล ของปฏิกิริยา 2C2H4 (g) + O2 (g) 2CH3CHO (g) คือขอ้ ใด ก. ข. ค. ง. 10. ปฏิกิริยา SO2 (g) + O2 (g) ⇋ SO3 (g) มีค่า Kp= 6.55 ทีอุณหภูมิ 627 องศาเซลเซียส ค่า Kc เป็นเท่าใด ก. 55.33 ข. 66.28 ค. 65.72 ง. 56.27

เฉลย 4 แบบทดสอบก่อนเรียน 1.ข 2.ก 3.ก 4.ข 5.ก 6.ข 7.ข 8.ค 9.ง 10.ง

5 ค่ำคงที่สมดุล กฎของภาวะสมดุลทางเคมี(Law of Chemical Equilibrium) กล่าววา่ “สาหรับปฏิกิริยาท่ีผนั กลบั ได้ ที่ ภาวะสมดุล ผลคูณของความเขม้ ขน้ ของ สารผลิตภณั ฑ์ เมื่อหารดว้ ยผลคูณของ ความเขม้ ขน้ ของสารต้งั ตน้ ที่เหลือ โดยท่ี ความเขม้ ขน้ ของสารแต่ละชนิดยกกาลงั ดว้ ยเลขสัมประสิทธ์ิบอกจา นวนโม ลของสารในสมการที่ดุลแลว้ จะมีคา่ คงที่ เสมอเมื่ออณุ หภูมิคงที่”

6 สูตรต่ำงๆ

ตวั อยา่ ง 7 หากภาวะสมดุลที่เกิดข้ึนในปฏิกิริยาท่ีมีสารอยใู่ นวฏั ภาค เดียวกนั ท้งั หมดจะเรียกวา่ สมดุลเอกพนั ธ์ (Homogeneous rea ction) สาหรับปฏิกิริยาที่เกิดข้ึนที่สารต้งั ตน้ และสาร ผลิตภณั ฑม์ ีวฏั ภาคแตกต่างกนั เรียกวา่ สมดุลววิ ิธภณั ฑ์ (Hete rogeneous reaction) ถา้ สารทีเก่ียวขอ้ งในปฏิกิริยา มีของแขง็ หรือของเหลวทีบ่ ริสุทธร์ิ วมอยดู่ ว้ ย ไม่ตอ้ งนาความเขม้ ขน้ ของสารที่เป็นของแขง็ หรือของเหลวบริสุทธ์ิ มาเขียนไวใ้ น อตั ราส่วนทีแสดงค่าคงท่ีของสมดุล เพราะสารทีเป็นของแขง็ และของเหลวบริสุทธ์ิจะมีความเขม้ ขน้ คงท่ี เช่น

ขอ้ สงั เกตเก่ียวกบั ค่าคง 8 ท่ีของสมดุล (K) 1. ค่า K ข้ึนอยกู่ บั อุณหภูมิ คือ เม่ือ อุณหภูมิคงที่ ค่า K กจ็ ะคงที่ แต่ถา้ อุณหภูมิ เปล่ียน ค่า Kกจ็ ะเปล่ียนดว้ ย ดงั น้นั เมื่อ กล่าวถึงค่า K ตอ้ งอา้ งอุณหภูมิเสมอ 2. ค่า K ในปฏิกิริยาต่างชนิดกนั ส่วนใหญ่ จะมีหน่วยต่างกนั และบางปฏิกิริยาไม่มี หน่วยข้ึนกบั สถานะของสาร 3. ค่า K ข้ึนอยกู่ บั ลกั ษณะของสมการท่ี เขียน คือ ถา้ เขียนสดั ส่วนของจานวนโม ลของสารต้งั ตน้ และสารผลิตภณั ฑใ์ นสมการ ต่างกนั ค่า K ไม่เท่ากนั ดงั น้นั เม่ือกล่าวถึง ค่า K จะตอ้ งอา้ งอิงถึงสมการดว้ ยเสมอ

9

10

11 ดงั น้นั สรุปไดว้ า่ 1) ถา้ กลบั สมการ คา่ K จะกลบั เศษเป็นส่วน 2) ถา้ นาสมการมารวมกนั คา่ K จะนามาคูณกนั 3) ถา้ เอาเลขคูณท้งั สมการ ค่า K นามายกกาลงั เลขน้นั 4) ถา้ นาสมการมาลบกนั ค่า K จะนามาหารกนั

หลกั การคานวณหาคา่ K 12 เพื่อทราบความเขม้ ขน้ ของสาร 1.เขียนสมการของปฏิกิริยา พร้อมดุลสมการน้นั 2.หาจานวนโมลหรือ โมล/ลิตรเม่ือเริ่ม ตน้ ปฏิกิริยา (Initial) หรือ t = 0 3.หาจานวนโมลหรือ โมล/ลิตร ที่ เปลี่ยนแปลงไป เน่ืองจากเกิดปฏิกิริยาโดย กาหนดใหจ้ ไนวนโมลท่ีหายไปเป็นลบ (สารต้งั ตน้ ) จานวนโมลท่ีเพมิ่ ข้ึนเป็น บวก (สารผลิตภณั ฑ)์ 4.หาจานวนโมล หรือ โมล/ลิตรณ จุด สมดุล (Final) หรือ t = teโดย ขอ้ 2 + ขอ้ 3 ตามเครื่องหมายบวกลบน้นั แลว้ เปล่ียนจา นวนโมล ณ จุดสมดุลใหเ้ ป็นโมล/ลิตร แลว้ จึง แทนค่าความเขม้ ขน้ ในสมการค่า Kc

13 ลกั ษณะโจทยใ์ นการ คานวณคา่ คงที่สมดุล มีท้งั หมด 4 แนวทาง 1. ใหห้ า คา่ คงท่ีสมดุล โดยกาหนด ความเขม้ ขน้ ใหท้ ุกคา่ 2. ใหห้ าค่าคงท่ีสมดุล โดยกาหนด ความเขม้ ขน้ ใหบ้ างคา่ ส่วนค่าท่ี เหลือหาจากสมการเคมี 3. กาหนดคา่ คงที่สมดุลให้ และ หาความเขม้ ขน้ ของสารแต่ละตวั 4. การหาค่า K เมื่อมีการรบกวนสมดุล

14 แนวทางท่ี 1 ใหห้ า คา่ คงที่สมดุล โดยกาหนดความเขม้ ขน้ ใหท้ ุกค่า ตวั อยา่ ง

15 แนวทางท่ี 2 ใหค้ า่ K โดยกาหนดความเขม้ ขน้ ใหบ้ างคา่ ส่วนคา่ ท่ีเหลือหาจากสมการ ตวั อยา่ ง ที่อุณหภูมิ 700 องศาเซลเซียส เมื่อนา N2 จานวน 2.00mol มาทาปฏิกิริยากบั H จานวน 2.00 mol ในภาชนะปิ ด 2.00 ลิตร ภาวะ สมดุลมีก๊าซแอมโมเนีย เกิดข้ึนจานวน 1.00mol จงหาค่า Kc

16 แนวทางท่ี 3 กาหนดค่า K มาให้ และใหห้ าความเขม้ ขน้ ของสารแตล่ ะตวั

17

18 แนวทางที่ 4 การหาค่า Kc หรือหา ความเขม้ ขน้ เม่ือ มีการรบกวนสมดุล ใชห้ ลกั การท่ีวา่ ค่าคงที่ใหม่ เท่ากบั ค่าคงท่ีเดิม หรือ Kc ใหม่ = Kc เดิม ตวั อยา่ ง ที่ 500 องศาเซลเซียส ณ ภาวะสมดุลของปฏิกิริยาในภาชนะ ขนาด 1.0 ลิตร มี ก๊าซA, B, C และ D เท่ากบั 4.0, 3.0, 2.0 และ 1.0 mol ตามลาดบั ถา้ เติม A 1.0 mol จงหาความเขม้ ขน้ ของ สารต่าง ๆ ที่ภาวะสมดุลใหม่ วธิ ีทา

แบบทดสอบ 19 หลงั เรียน 1. ค่าคงท่ีสมดุล (Kcและ Kp)ของปฏิกิริยา 2H2 (g) + O2 (g) ⇋ 2H2O (g)คือขอ้ ใด ก. ข. ค. ง. 2. ค่าคงท่ีสมดุล ของปฏิกิริยา 2C2H4 (g) + O2 (g) 2CH3CHO (g) คือขอ้ ใด ก. ข. ค. ง. . 3. 2 HI (g) ⇋ H2 (g) + I2 (g) ทีภาวะสมดุล อุณหภูมิ 425 องศาเซลเซียส มีค่า Kc= 1.84 และ ค่า Kp คือเท่าใด ข. 1.85 ก. 1.84. ค. 1.45 ง. 1.48

20 4. ค่า Kcและ Kpของปฏิกิริยาต่อไปนี H2 (g) + I2 (g) ⇋ 2HI (g) คือขอ้ ใด ก. 0.345 ข. 0.121 ค. 0.543. ง. 1.257 5. ที่อุณหภูมิ 900 องศาเซลเซียส มีค่า Kcของปฏิกิริยาขา้ งล่าง เท่ากบั 0.28 น้ีคือขอ้ ใดค่า Kp ทีอุณหภูมิ CS2 (g) + 4H2 (g) ⇋ CH4 (g) + 2H2S (g) ก. 2.02x10-5 L -2 atm-2 ข. 3.03x10-5 L -2 atm-2 ค. 4.04x10-5 L -2 atm-2 ง. 5.05x10-5 L -2 atm-2 6. จากสมการ CO (g) + Cl2 (g) ⇋ COCl2 (g) ถา้ เปลี่ยนแปลงสภาวะของปฏิกิริยาดงั ต่อไปน้ีโดยการ เพมิ่ ควำมเข้มข้นของCO จะมีผลอยางไรต่อผลิตภณั ฑ์ ก. ผลิตภณั ฑ์ (COCl2) เพม่ิ ข้ึน ข. ผลิตภณั ฑ์ (COCl2) ลดลง ค. ผลิตภณั ฑ์ (CO2) เพมิ่ ข้ึน ง. ผลิตภณั ฑ์ (CO) เพม่ิ ข้ึน 7. จากสมการ CO (g) + Cl2 (g) ⇋ COCl2 (g) ถา้ เปล่ียนแปลงสภาวะของปฏิกิริยาดงั ต่อไปน้ีโดยการ ลดควำมดนั ของระบบ จะมีผลอยางไรต่อผลิตภณั ฑ์ ก. ผลิตภณั ฑ์ (COCl2) เพ่ิมข้ึน ข. ผลิตภณั ฑ์ (COCl2) ลดลง ค. ผลิตภณั ฑ์ (CO2) เพ่ิมข้ึน ง. ผลิตภณั ฑ์ (CO) เพมิ่ ข้ึน 8. จากสมการ CO (g) + Cl2 (g) ⇋ COCl2 (g) ถา้ เปล่ียนแปลงสภาวะของปฏิกิริยาดงั ต่อไปน้ีโดยการ เพม่ิ ปริมำตรของระบบ จะมีผลอยางไรต่อผลิตภณั ฑ์ ก. ผลิตภณั ฑ์ (COCl2) เพ่มิ ข้ึน ข. ผลิตภณั ฑ์ (COCl2) ลดลง ค. ผลิตภณั ฑ์ (CO2) เพมิ่ ข้ึน ง. ผลิตภณั ฑ์ (CO) เพิม่ ข้ึน

21 9. ปฏิกิริยา SO2 (g) + O2 (g) ⇋ SO3 (g) มีค่า Kp= 6.55 ทีอุณหภูมิ 627 องศาเซลเซียส ค่า Kc เป็นเท่าใด ก. 55.33 ข. 66.28 ค. 65.72 ง. 56.27 10.จากปฏิกิริยาการเตรียมฟอสจีน (COCl2) CO (g) + Cl2 (g) ⇋ COCl2 (g) ทีอุณหภูมิ 395 องศา เซลเซียส มีค่า Kc= 1.23x 103 ในภาชนะ 1 ลิตร ทีภาวะ สมดุลพบวามี่ CO 0.012 โมล, Cl2 0.025 โมล จานวนโม ลของ COCl2 คือเท่าใด ก. 0.369 mol ข. 0.359 mol ค. 0.349 mol ง. 0.339 mol

เฉลย 22 แบบทดสอบหลงั เรียน 1.ง 2.ค 3.ก 4.ค 5.ข 6.ก 7.ข 8.ข 9.ง 10.ก

23 จดั ทาโดย นางสาวอภิสรา ขนั ธราม ม.5/2 เลขที่20 เสนอ คุณครูกาญจนา แกว้ คง