Tại nhiệt độ không đổi, ở trạng thái cân bằng: đáp án A

Câu hỏi: Tại nhiệt độ không đổi, ở trạng thái cân bằng,

• A. nồng độ của các chất trong hỗn hợp phản ứng không thay đổi.
• B. nồng độ của các chất trong hỗn hợp phản ứng vẫn liên tục thay đổi.

Đáp án đúng là A. Nồng độ của các chất trong hỗn hợp phản ứng không thay đổi. Vì ở trạng thái cân bằng hóa học, tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch, nên lượng mỗi chất được tạo ra bằng lượng chất bị tiêu hủy và nồng độ các chất đứng yên theo thời gian, dù phản ứng vẫn diễn ra ở cả hai chiều.

Vì sao đáp án A đúng?

Cân bằng hóa học là trạng thái của phản ứng thuận nghịch khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch (v thuận = v nghịch ≠ 0). Từ thời điểm đó, trong mỗi đơn vị thời gian, số phân tử chất nào được tạo thành đúng bằng số phân tử chất đó bị chuyển hóa, nên nồng độ của mọi chất trong hỗn hợp — kể cả chất đầu và sản phẩm — không còn thay đổi theo thời gian. Ở mức vĩ mô, hệ trở nên ổn định: lấy mẫu phân tích ở bất kỳ thời điểm nào sau khi đã cân bằng cũng cho cùng một thành phần hỗn hợp.

Quá trình xác lập cân bằng cũng giải thích điều này: lúc đầu tốc độ phản ứng thuận lớn nên nồng độ chất phản ứng giảm dần, trong khi sản phẩm xuất hiện khiến tốc độ phản ứng nghịch tăng dần. Khi hai tốc độ bằng nhau, mọi nồng độ giữ nguyên giá trị — hệ đạt cân bằng. Điều kiện nhiệt độ không đổi trong đề giữ cho trạng thái cân bằng này được duy trì bền, không bị chuyển dịch sang cân bằng mới.

Vì sao đáp án B sai?

Phương án B khẳng định nồng độ các chất “vẫn liên tục thay đổi” — điều này chỉ xảy ra khi hệ chưa đạt trạng thái cân bằng, tức đang trong giai đoạn xác lập cân bằng. Đã là trạng thái cân bằng thì nồng độ mỗi chất giữ nguyên giá trị.

B là phương án gây nhầm lẫn nhất vì nó lợi dụng đặc điểm cân bằng động: phản ứng thuận và nghịch vẫn tiếp diễn, nên học sinh dễ nghe “phản ứng vẫn chạy” rồi suy ra “nồng độ vẫn đổi”. Cần tách bạch hai ý: phản ứng vẫn xảy ra ở hai chiều (đúng) và nồng độ vẫn thay đổi (sai). Chính vì tốc độ hai chiều bằng nhau mà nồng độ đứng yên.

Hệ thống kiến thức liên quan

• Cân bằng hóa học chỉ xét với phản ứng thuận nghịch, thường tiến hành trong hệ kín.
• Hai đặc trưng của trạng thái cân bằng: là cân bằng động (cả hai phản ứng vẫn xảy ra, v thuận = v nghịch ≠ 0) và nồng độ các chất trong hỗn hợp không thay đổi theo thời gian.
• “Nồng độ không thay đổi” nghĩa là giá trị nồng độ của mỗi chất giữ nguyên, không có nghĩa các chất có nồng độ bằng nhau.
• Ví dụ: N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ — khi đã cân bằng, nồng độ N₂, H₂ và NH₃ mỗi chất đều không đổi dù phản ứng tổng hợp và phân hủy amoniac vẫn diễn ra.

Hằng số cân bằng K của một phản ứng chỉ phụ thuộc nhiệt độ. Đề nhấn mạnh “tại nhiệt độ không đổi” để cố định điều kiện: nếu nhiệt độ thay đổi, cân bằng cũ chuyển dịch thành cân bằng mới và khi đó nồng độ các chất mới thay đổi — còn ở nhiệt độ giữ nguyên, cân bằng ổn định.

Mẹo ghi nhớ và nhận diện nhanh

Ghi công thức ngắn: cân bằng = thuận nghịch bằng nhau, nồng độ đứng yên. Hình dung bình nước có vòi vào và vòi ra chảy cùng tốc độ: nước vẫn luân chuyển nhưng mực nước không đổi — phản ứng vẫn chạy nhưng nồng độ không đổi.

Khi gặp câu hỏi có cụm “ở trạng thái cân bằng” nói về nồng độ, chọn phương án khẳng định nồng độ không thay đổi. Cảnh giác với phương án chơi chữ “phản ứng vẫn tiếp diễn” để kéo bạn sang ý “nồng độ thay đổi” — hai ý này hoàn toàn tách biệt.