Chemisch evenwicht: oefenopgaven met stapsgewijze oplossingen

Gratis oefenopgaven over Chemisch evenwicht met schema’s, hints en volledig uitgewerkte oplossingen. Elke keer nieuwe waarden, op drie niveaus: Kc uit concentraties, ICE-tabel, ICE-tabel met een vierkantsvergelijking.

Gratis oefenopgaveMakkelijk
N2​0,2mol/L+3H2​0,4mol/L⇌2NH3​0,3mol/LKc​ = ?

Voor de reactie N2 + 3H2 ⇌ 2NH3 zijn de evenwichtsconcentraties [N2] = 0,2 mol/L, [H2] = 0,4 mol/L, [NH3] = 0,3 mol/L. Bereken de evenwichtsconstante Kc.

[N2] = 0,2[H2] = 0,4[NH3] = 0,3
Volgende opgave →
Oefen Chemisch evenwicht gratisOefen nu Chemisch evenwichtElke dag 5 gratis opgaven. Geen creditcard nodig.

Wat je oefent

  1. MakkelijkKc uit concentraties
  2. GemiddeldICE-tabel
  3. MoeilijkICE-tabel met een vierkantsvergelijking

Zo los je opgaven over Chemisch evenwicht op

  1. Schrijf Kc als producten gedeeld door reactanten, elk tot de macht van zijn coëfficiënt.
  2. Maak een BOE-tabel (ICE): Begin, Omzetting (in stappen van x maal de coëfficiënten), Evenwicht.
  3. Vul de evenwichtsuitdrukkingen in Kc in en los op naar x.
  4. Controleer of x klein genoeg is voor een benadering; los anders de vierkantsvergelijking op.

Veelgemaakte fouten

  • De exponenten in Kc vergeten.
  • Beginconcentraties gebruiken in plaats van evenwichtsconcentraties.
  • De benadering voor kleine x gebruiken terwijl x niet klein is.

Belangrijke formules

Evenwichtsconstante
Kc = [C]c[D]d/([A]a[B]b)
ICE-tabel
Begin, Verandering (×coëfficiënt), Evenwicht
Vierkantsvergelijking
x = (−b + √(b² − 4ac))/(2a)

Leer Chemisch evenwicht vanaf nul

Hiervoor: Molariteit en verdunning

1Wat chemisch evenwicht is

Veel reacties lopen niet af tot het eind. Zodra er wat product ontstaat, begint het terug te reageren tot de beginstoffen. De dubbele pijl ⇌ laat dit zien.

H₂ + I₂ ⇌ 2HI

In het begin is de heengaande reactie snel, omdat er veel H₂ en I₂ is. Naarmate die opraken, vertraagt ze, terwijl de teruggaande reactie versnelt.

Na een tijdje verlopen beide reacties even snel. De concentraties veranderen dan niet meer. Deze toestand heet evenwicht.

tc[H₂] = [I₂][HI]0,50,25

De reacties zijn niet gestopt. Moleculen reageren nog steeds in beide richtingen, maar elk HI dat ontstaat wordt gecompenseerd door een HI dat uiteenvalt. Denk aan een roltrap waar mensen even snel omhoog als omlaag lopen: het aantal mensen op elke verdieping blijft gelijk.

Zelftoets Wat is waar bij chemisch evenwicht?
  1. Alle reactanten zijn omgezet in producten
  2. Beide reacties zijn gestopt
  3. De concentraties van de reactanten en de producten zijn gelijk
  4. De heengaande en teruggaande reactie verlopen even snel

Antwoord: De heengaande en teruggaande reactie verlopen even snel. Bij evenwicht zijn de twee snelheden gelijk, dus blijven de concentraties constant. Ze hoeven niet gelijk aan elkaar te zijn, en de reacties blijven doorlopen.

2De evenwichtsconstante Kc

Bij evenwicht gehoorzamen de concentraties altijd aan één vaste verhouding, de evenwichtsconstante. Voor een reactie aA + bB ⇌ cC + dD:

Kc = [C]c · [D]d / ([A]a · [B]b)

Vierkante haken betekenen concentratie in mol/L bij evenwicht. Producten staan boven, reactanten onder, en elk wordt verheven tot de macht van zijn coëfficiënt.

Voor H₂ + I₂ ⇌ 2HI geeft dat Kc = [HI]² / ([H₂] · [I₂]).

  • Een grote Kc (veel meer dan 1): bij evenwicht zijn er vooral producten.
  • Een kleine Kc (veel minder dan 1): er zijn vooral reactanten.
  • Kc verandert alleen met de temperatuur, niet met de beginhoeveelheden.

Het principe van Le Chatelier: als je een evenwicht verstoort, verschuift het om een deel van de verstoring ongedaan te maken. Een reactant toevoegen duwt het naar de producten; een product verwijderen doet hetzelfde.

Zelftoets Voor N₂O₄ ⇌ 2NO₂ zijn [N₂O₄] = 0,08 mol/L en [NO₂] = 0,2 mol/L bij evenwicht. Wat is Kc?
  1. 0,4
  2. 0,5
  3. 2,5
  4. 2

Antwoord: 0,5. Kc = [NO₂]² / [N₂O₄] = 0,04 / 0,08 = 0,5. Het kwadraat vergeten geeft 0,2 / 0,08 = 2,5, en de breuk omdraaien geeft 2.

3De ICE-tabel

Vaak ken je alleen de beginconcentraties en Kc. Een ICE-tabel houdt bij hoe alles verandert:

  • Initieel: de concentraties aan het begin.
  • Change (verandering): elke stof verandert met x maal zijn coëfficiënt. Reactanten nemen af (−), producten nemen toe (+).
  • Equilibrium (evenwicht): begin plus verandering.

Voor H₂ + I₂ ⇌ 2HI, beginnend met 0,5 mol/L H₂ en I₂:

  • H₂: 0,5 − x
  • I₂: 0,5 − x
  • HI: 0 + 2x

Vul dan de evenwichtsrij in de uitdrukking voor Kc in en los op voor x.

Als beide kanten volkomen kwadraten zijn, zoals hier, neem dan de wortel van beide kanten. Anders krijg je een kwadratische vergelijking ax² + bx + c = 0, en houd je de wortel die positieve concentraties geeft:

x = (−b + √(b² − 4ac)) / (2a)
Zelftoets Je begint met alleen 1,0 mol/L N₂O₄, en x mol/L daarvan reageert: N₂O₄ ⇌ 2NO₂. Wat is [NO₂] bij evenwicht?
  1. 1,0 − 2x
  2. 2x
  3. x
  4. x²

Antwoord: 2x. Elke N₂O₄ die reageert, geeft twee NO₂, dus de verandering voor NO₂ is +2x, beginnend bij 0. x schrijven vergeet de coëfficiënt; het kwadraat verschijnt pas later, binnen Kc.

4De methode stap voor stap

  1. Schrijf de kloppende vergelijking en de uitdrukking voor Kc op: producten gedeeld door reactanten, elk tot de macht van zijn coëfficiënt.
  2. Als de evenwichtsconcentraties gegeven zijn, vul ze in en bereken Kc. Je bent klaar.
  3. Stel anders de ICE-tabel op met één onbekende x, vermenigvuldigd met de coëfficiënten.
  4. Vul de evenwichtsuitdrukkingen in Kc in.
  5. Los op voor x: met een wortel als beide kanten kwadraten zijn, anders met de abc-formule.
  6. Zoek de concentratie die gevraagd wordt en controleer dat elke concentratie positief is en Kc terug oplevert.

5Een uitgewerkt voorbeeld

Volg elke stap. Probeer de volgende stap te voorspellen voordat je hem opent.

Uitgewerkt voorbeeld

0,5 mol/L H₂ en 0,5 mol/L I₂ worden in een vat gedaan en reageren: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, met Kc = 4. Zoek de evenwichtsconcentraties [HI] en [H₂].

1

Schrijf Kc op

Kc = [HI]² / ([H₂] · [I₂]) = 4
2

Stel de ICE-tabel op

Initieel: H₂ 0,5, I₂ 0,5, HI 0. Verandering: −x, −x, +2x.

Evenwicht: [H₂] = [I₂] = 0,5 − x en [HI] = 2x.

3

Vul Kc in

4 = (2x)² / (0,5 − x)²

Zowel de teller als de noemer zijn kwadraten.

4

Neem de wortel

2 = 2x / (0,5 − x)
1 − 2x = 2x ⇒ x = 0,25 mol/L
5

Zoek de concentraties

[HI] = 2x = 0,50 mol/L en [H₂] = [I₂] = 0,5 − 0,25 = 0,25 mol/L.

6

Controleer het antwoord

0,50² / (0,25 · 0,25) = 0,25 / 0,0625 = 4

Dit levert Kc = 4 terug, en alle concentraties zijn positief.

Antwoord

[HI] = 0,50 mol/L en [H₂] = [I₂] = 0,25 mol/L

6Veelgemaakte fouten

  • De exponenten vergeten. Een coëfficiënt 2 betekent dat de concentratie wordt gekwadrateerd.
  • Reactanten bovenaan zetten. Kc is altijd producten gedeeld door reactanten.
  • Beginconcentraties in Kc gebruiken in plaats van evenwichtsconcentraties.
  • Vergeten x met de coëfficiënt te vermenigvuldigen in de verandering-rij: 2HI verandert met 2x, niet x.
  • De benadering “x is klein” gebruiken terwijl dat niet zo is. Als x meer dan ongeveer 5% van de beginwaarde is, los dan de kwadratische vergelijking op.
  • De negatieve wortel van de kwadratische vergelijking houden, wat een negatieve concentratie geeft.
Zelftoets Voor H₂ + I₂ ⇌ 2HI zijn de evenwichtsconcentraties [H₂] = 0,1, [I₂] = 0,1 en [HI] = 0,4 mol/L. Wat is Kc?
  1. 0,0625
  2. 16
  3. 40
  4. 80

Antwoord: 16. Kc = 0,4² / (0,1 · 0,1) = 0,16 / 0,01 = 16. Zonder het kwadraat krijg je 40, en producten onder reactanten geeft 0,0625.

7Hoe tentamenvragen eruitzien

  • Makkelijk: Kc uit concentraties. Alle evenwichtsconcentraties zijn gegeven; schrijf Kc op en bereken het.
  • Gemiddeld: ICE-tabel. H₂ + I₂ ⇌ 2HI vanuit gelijke beginhoeveelheden; neem de wortel om x te vinden, en dan een concentratie.
  • Moeilijk: ICE-tabel met een kwadratische vergelijking. Een stof zoals PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂ ontleedt vanuit een bekende begintoestand; los x² + Kc·x − Kc·c₀ = 0 op.

Voorbeeld van een moeilijke vraag: 0,5 mol/L PCl₅ met Kc = 0,2 geeft x² + 0,2x − 0,1 = 0, dus x = 0,232 mol/L Cl₂ en [PCl₅] = 0,268 mol/L.

Leer het stap voor stap in de appLeer het stap voor stap in de app

Uitgewerkte voorbeelden

Voorbeeld 1Makkelijk
N2​O4​0,08mol/L⇌2NO2​0,05mol/LKc​ = ?

Voor de reactie N2O4 ⇌ 2NO2 zijn de evenwichtsconcentraties [N2O4] = 0,08 mol/L, [NO2] = 0,05 mol/L. Bereken de evenwichtsconstante Kc.

[N2O4] = 0,08[NO2] = 0,05

Gevraagd: Kc

Hints tonen
  1. Producten staan boven de breukstreep, beginstoffen eronder.
  2. Elke concentratie wordt verheven tot de macht van haar coëfficiënt.
  3. K = [NO2]2/([N2O4]).
Toon het antwoord en de stapsgewijze oplossing

Chemisch evenwicht: voor aA + bB ⇌ cC + dD is de evenwichtsconstante Kc = [C]c[D]d/([A]a[B]b), met de concentraties bij evenwicht. Een ICE-tabel (Begin, Verandering, Evenwicht) koppelt de beginhoeveelheden aan de evenwichtshoeveelheden via één onbekende x, vermenigvuldigd met de coëfficiënten.

Uitdrukking voor Kc

Kc = [NO2]2/([N2O4])

Invullen

Kc = 0,052/(0,08) = 0,03125

Antwoord

Kc = 0,03125
Voorbeeld 2Gemiddeld
H2​I2​HII0,20,20C−x−x+2xE0,2 − x0,2 − x2x

0,2 mol/L H₂ en 0,2 mol/L I₂ worden in een vat gebracht en reageren: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, met Kc = 4. Bereken de evenwichtsconcentratie [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,2 mol/LKc = 4

Gevraagd: [HI] (mol/L)

Hints tonen
  1. Stel een ICE-tabel op waarin x mol/L H₂ reageert.
  2. Kc = (2x)²/((c₀ − x)²). Beide kanten zijn kwadraten, dus neem de wortel.
  3. √K = 2 = 2x/(0,2 − x).
Toon het antwoord en de stapsgewijze oplossing

Chemisch evenwicht: voor aA + bB ⇌ cC + dD is de evenwichtsconstante Kc = [C]c[D]d/([A]a[B]b), met de concentraties bij evenwicht. Een ICE-tabel (Begin, Verandering, Evenwicht) koppelt de beginhoeveelheden aan de evenwichtshoeveelheden via één onbekende x, vermenigvuldigd met de coëfficiënten.

Evenwichtsvoorwaarde

4 = (2x)²/(0,2 − x)²

Neem de wortel

2 = 2x/(0,2 − x) → x = 0,2·2/(2 + 2) = 0,1 mol/L

Evenwichtsconcentratie

[HI] = 2x = 0,2 mol/L

Antwoord

[HI] = 0,2 mol/L
Voorbeeld 3Moeilijk
PCl5​PCl3​Cl2​I0,2500C−x+x+xE0,25 − xxx

PCl₅ ontleedt: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, met Kc = 0,04 bij de reactietemperatuur. Een vat bevat aan het begin alleen 0,25 mol/L PCl₅. Bereken de evenwichtsconcentratie [Cl2].

[PCl₅]₀ = 0,25 mol/LKc = 0,04

Gevraagd: [Cl2] (mol/L)

Hints tonen
  1. ICE-tabel: PCl₅ neemt af met x, PCl₃ en Cl₂ nemen elk toe met x.
  2. K = x²/(c₀ − x), wat herschreven wordt tot x² + K·x − K·c₀ = 0.
  3. Gebruik de abc-formule en neem de positieve wortel.
Toon het antwoord en de stapsgewijze oplossing

Chemisch evenwicht: voor aA + bB ⇌ cC + dD is de evenwichtsconstante Kc = [C]c[D]d/([A]a[B]b), met de concentraties bij evenwicht. Een ICE-tabel (Begin, Verandering, Evenwicht) koppelt de beginhoeveelheden aan de evenwichtshoeveelheden via één onbekende x, vermenigvuldigd met de coëfficiënten.

Evenwichtsvoorwaarde

0,04 = x²/(0,25 − x) → x² + 0,04·x − 0,01 = 0

Los de vierkantsvergelijking op

x = (−0,04 + √(0,04² + 4·0,01))/2 = 0,08198 mol/L

Evenwichtsconcentratie

[Cl₂] = x = 0,08198 mol/L

Antwoord

[Cl2] = 0,08198 mol/L

Vragen en antwoorden

Chemisch evenwicht: wat is het?

Veel reacties lopen niet af tot het eind. Zodra er wat product ontstaat, begint het terug te reageren tot de beginstoffen. De dubbele pijl ⇌ laat dit zien.

In het begin is de heengaande reactie snel, omdat er veel H₂ en I₂ is. Naarmate die opraken, vertraagt ze, terwijl de teruggaande reactie versnelt.

Chemisch evenwicht: hoe los je de opgaven stap voor stap op?
  1. Schrijf Kc als producten gedeeld door reactanten, elk tot de macht van zijn coëfficiënt.
  2. Maak een BOE-tabel (ICE): Begin, Omzetting (in stappen van x maal de coëfficiënten), Evenwicht.
  3. Vul de evenwichtsuitdrukkingen in Kc in en los op naar x.
  4. Controleer of x klein genoeg is voor een benadering; los anders de vierkantsvergelijking op.
Chemisch evenwicht: wat zijn veelgemaakte fouten?
  • De exponenten in Kc vergeten.
  • Beginconcentraties gebruiken in plaats van evenwichtsconcentraties.
  • De benadering voor kleine x gebruiken terwijl x niet klein is.
Chemisch evenwicht: wat oefen je?
  • Makkelijk: Kc uit concentraties
  • Gemiddeld: ICE-tabel
  • Moeilijk: ICE-tabel met een vierkantsvergelijking

Elke opgave heeft nieuwe waarden, zodat je de methode leert in plaats van een antwoord. Kom je vast te zitten? Open eerst een kleine hint en de volledige uitleg pas als je die nodig hebt.

Zo werkt het oefenen

  • Elke opgave heeft nieuwe waarden, zodat je de methode leert in plaats van een antwoord.
  • Kom je vast te zitten? Open eerst een kleine hint en de volledige uitleg pas als je die nodig hebt.
  • Je voortgang, fouten en bewaarde opgaven blijven bewaard, zodat je vóór het tentamen kunt herhalen.

Onderwerpen ervoor en erna

Eerst leren

Molariteit en verdunning

Daarna verder met

pH & buffers

Vakken met dit onderwerp

Algemene chemieChemische reactorkundeOefenen voor het FE Chemical-examen

Meer onderwerpen in Natuurwetenschappen

StoichiometrieMolariteit en verdunningCalorimetrie en enthalpiepH & buffersGeneticaCelbiologie

Printbaar werkblad

Werkblad Chemisch evenwicht met antwoorden
Oefen Chemisch evenwicht gratisOefen nu Chemisch evenwichtElke dag 5 gratis opgaven. Geen creditcard nodig.