1. Đề bài: Tính hằng số cân bằng Kc cho phản ứng N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) khi biết rằng ở nhiệt độ 500 K, nồng độ của N2 là 0,5 M, H2 là 0,2 M và NH3 là 0,1 M.

Giải:

• Hằng số cân bằng Kc được tính theo công thức: Kc = ([NH3]^2) / ([N2][H2]^3)
• Khi nồng độ ban đầu của các chất là [N2]0, [H2]0 và [NH3]0, thì khi đến trạng thái cân bằng, nồng độ của các chất là [N2], [H2] và [NH3]

• Ta có thể tính được [N2], [H2] và [NH3] khi biết các thông số nồng độ ban đầu và hệ số cân bằng của phản ứng. Ta có:

  Kc = ([NH3]^2) / ([N2][H2]^3) = (0,1^2) / (0,5 x 0,2^3) = 1,25

  [N2] = [N2]0 - x = 0,5 - x

  [H2] = [H2]0 - 3x = 0,2 - 3x

  [NH3] = [NH3]0 + 2x = 0,1 + 2x

  Trong đó, x là nồng độ của NH3 tạo ra khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng.

• Từ đó, ta có thể viết phương trình cân bằng như sau:

  N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)

  Ban đầu: 0,5 M 0,2 M 0 M

  Cân bằng: 0,5 - x 0,2 - 3x 0,1 + 2x

• Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có:

  [N2]0 + [H2]0 = [N2] + [H2] + 2[NH3]

  0,5 + 0,2 = 0,5 - x + 0,2 - 3x + 2(0,1 + 2x)

  0,7 = 0,9 + 3x

  x = 0,0667

  Vậy, [NH3] = 0,1 + 2x = 0,233 M

• Cuối cùng, ta có thể tính được hằng số cân bằng Kc:

  Kc = ([NH3]^2) / ([N2][H2]^3) = (0,233^2) / (0,433 x 0,008)^3 = 1,73 x 10^2

  Vậy, hằng số cân bằng Kc cho phản ứng N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) ở nhiệt độ 500 K là 1,73 x 10^2.
  
   

• Điện tích của ion Z phụ thuộc vào số electron mà nó mất hoặc nhận. Ta cần xác định số electron mà ion Z mất hoặc nhận để trở thành ion.
• Theo cấu hình electron của ion Z, ta có thể suy ra rằng ion này thuộc nhóm kim loại kiềm hoặc kim loại kiềm thổ, do có 2 electron ở lớp ngoài cùng.
• Với cấu hình electron [Kr]5s2 4d10, ta thấy rằng lớp 4d đã đầy 10 electron, do đó electron sẽ được mất từ lớp 5s. Tổng số electron mất sẽ bằng số electron có trong lớp 5s, tức là 2 electron. Vì vậy, ion Z sẽ có 2+ điện tích.
• Vậy, điện tích của ion Z sẽ là 2+.