Phân dạng bài tập tốc độ phản ứng
I. Ảnh hưởng của nồng độ
• Khi tăng nồng độ chất phản ứng, tốc độ phản ứng ……………………………
• Nồng độ của các chất phản ứng tăng làm ……………… số va chạm hiệu quả nên tốc độ phản ứng tăng.
Giải thích:
– Ảnh hưởng của nồng độ đến tốc độ phản ứng có thể giải thích như sau: trong quá trình phản ứng, các hạt (phân tử, nguyên tử hoặc ion) luôn chuyển động không ngừng và va chạm với nhau. Những va chạm có năng lượng đủ lớn phá vờ liên kết cũ và hình thành liên kết mới dẫn tới phản ứng hoá học, được gọi là va chạm hiệu quả.
– Khi nồng độ chất phản ứng tăng lên, số va chạm giữa các hạt tăng lên, làm số va chạm hiệu quả cũng tăng lên và dẫn đến tốc độ phản ứng tăng.
II. Ảnh hưởng của nhiệt độ
• Khi tăng nhiệt độ, tốc độ phản ứng ……………………………
• Mối quan hệ giữa nhiệt độ và tốc độ phản ứng hoá học được biểu diễn bằng công thức:
Trong đó: γ = 2 ® 4 ( nếu tăng 100C ): hệ số nhiệt độ Van’t Hoff.
v1, v2 là tốc độ phản ứng ở 2 nhiệt độ t1 và t2.
+ Quy tắc Van’t Hoff chỉ gần đúng trong khoảng nhiệt độ không cao.
+ Giá trị γ càng lớn thì ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng càng mạnh.
Giải thích:
– Ở nhiệt độ thường, các chất phản ứng chuyển động với tốc độ nhỏ; khi tăng nhiệt độ, các chất sẽ chuyển động với tốc độ lớn hơn, dẫn đến tăng số va chạm hiệu quả nên tốc độ phản ứng tăng.
– Thực nghiệm, khi nhiệt độ tăng lên 100C, tốc độ của phần lớn các phản ứng tăng từ 2 đến 4 lần.
– Số lần tăng này được gọi là hệ số nhiệt độ Van’t Hoff (Van-hốp), kí hiệu là γ.
III. Ảnh hưởng của áp suất
• Đối với phản ứng có chất khí tham gia, tốc độ phản ứng …………………………… khi tăng áp suất.
Giải thích:
– Trong phản ứng hóa học có sự tham gia chất khí, áp suất có ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng.
– Trong hỗn hợp khí, nồng độ mỗi khí tỉ lệ thuận với áp suất của nó. Khi nén hỗn hợp khí (giảm thể tích) thì nồng độ mỗi khí tăng lên. Việc tăng áp suất hỗn hợp khí cũng tương tự như tăng nồng độ, sẽ làm tốc độ phản ứng tăng.
– Việc thay đổi áp suất không làm ảnh hưởng đến tốc độ của phản ứng không có chất khí.
IV. Ảnh hưởng của bề mặt tiếp xúc
• Khi tăng diện tích bề mặt tiếp xúc của chất phản ứng, tốc độ phản ứng ……………………………
Phương trình hoá học của phản ứng: CaCO3(s) + 2HCl(aq) → CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g)
Giải thích:
– Khi tăng diện tích bề mặt tiếp xúc, số va chạm giữa các chất đầu tăng lên, số va chạm hiệu quả cũng tăng theo, dẫn đến tốc độ phản ứng tăng.
– Nếu kích thước hạt càng nhỏ thì tổng diện tích bề mặt càng lớn, nên có thể tăng diện tích tiếp xúc bằng cách đập nhỏ hạt. Ngoài ra, có thể tăng diện tích bề mặt của một khối chất bằng cách tạo nhiều đường rãnh, lỗ xốp trong lòng khối chất đó (tương tự như miếng bọt biển). Khi đó diện tích bề mặt bao gồm diện tích bề mặt trong và diện tích bề mặt ngoài.
V. Ảnh hưởng của chất xúc tác
Chất xúc tác, được ghi trên mũi tên trong phương trình hoá học.
• Chất xúc tác làm tăng tốc độ của phản ứng hoá học, nhưng vẫn được bảo toàn về chất và lượng khi kết thúc phản ứng.
Phương trình hoá học của phản ứng:
Giải thích:
– Ảnh hưởng của xúc tác đến tốc độ phản ứng được giải thích dựa vào năng lượng hoạt hoá. Đây là năng lượng tối thiểu cần cung cấp cho các hạt (nguyên tử, phân tử hoặc ion) để va chạm giữa chúng gây ra phản ứng hoá học.
– Khi có xúc tác, phản ứng sẽ xảy ra qua nhiều giai đoạn. Mỗi giai đoạn đều có năng lượng hoạt hoá thấp hơn so với phản ứng không xúc tác. Do đó số hạt có đủ năng lượng hoạt hoá sẽ nhiều hơn, dẫn đến tốc độ phản ứng tăng lên.
– Sau phản ứng, khối lượng, bản chất hoá học của chất xúc tác không đổi, tuy nhiên, kích thước, hình dạng hạt, độ xốp,. có thể thay đổi.
VI. Ý nghĩa thực tiễn của tốc độ phản ứng trong đời sống và sản xuất
– Kiểm soát tốc độ các phản ứng diễn ra trong đời sống, sản xuất khi vận dụng các yếu tố ảnh hưởng như: nồng độ, nhiệt độ, áp suất, bề mặt tiếp xúc và chất xúc tác giúp mang lại các giá trị hiệu quả.
Bảng. Tóm tắt yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng
| Các yếu tố | Tốc độ phản ứng | ||
| Chất khí | Chất lỏng | Chất rắn | |
| 1. Tăng nồng độ | |||
| 2. Tăng áp suất | |||
| 3. Tăng nhiệt độ | |||
| 4. Tăng diện tích tiếp xúc | |||
| 5. Thêm chất xúc tác | |||
Ví dụ: Trong phản ứng hoá học: Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl2(aq) + H2(g)
Sau 40 giây, nồng độ của dung dịch HCl giảm từ 0,8 M về còn 0,6 M. Tính tốc độ trung bình của phản ứng theo nồng độ HCl trong 40 giây.
Hướng dẫn giải
Thời gian phản ứng: Δt = 40 (s); biến thiên nồng độ dung dịch HCl là ΔC = …………………………………….
hệ số cân bằng của HCl trong phương trình hóa học là ……
Tốc độ trung bình của phản ứng trong 40 giây là: ………………………………………………………………………….
Câu 55: Cho phản ứng hóa học có dạng: A + B → C.
Tốc độ phản ứng thay đổi như thế nào khi:
a. Nồng độ A tăng 2 lần, giữ nguyên nồng độ B.
b. Nồng độ B tăng 2 lần, giữ nguyên nồng độ A.
c. Nồng độ của cả hai chất đều tăng lên 2 lần.
d. Nồng độ của chất này tăng lên 2 lần, nồng độ của chất kia giảm đi 2 lần.
Câu 57: Xét phản ứng phân hủy N2O5 ở 45oC
N2O5(g) → N2O4(g) + ½ O2(g)
Sau 184 giây đầu tiên, nồng độ của N2O4 là 0,25M. Tính tốc độ trung bình của phản ứng theo N2O4 trong khoảng thời gian trên
Câu 58: Cho phản ứng đơn giản sau:
H2(g) + Cl2(g) → 2HCl(g)
a. Viết biểu thức tốc độ tức thời của phản ứng trên
b. Tốc độ phản ứng thay đổi thế nào khi nồng độ H2 giảm 2 lần và giữ nguyên nồng độ Cl2?
Câu 53: Phản ứng tạo NO từ NH3 là một giai đoạn trung gian trong quá trình sản xuất nitric acid:
4NH3(g) +5O2(g) → 4NO(g) + 6H2O(g)
Hãy nêu một số cách để tăng tốc độ phản ứng này.
Câu 57: Cho phản ứng của các chất ở thể khí:
2NO + 2H2 → N2 + 2H2O
Hãy viết biểu thức tính tốc độ trung bình theo sự biến đổi nồng độ chất đầu và chất sản phẩm của phản ứng trên.
Câu 59: Cho phản ứng của các chất ở thể khí: I2 + H2 → 2HI.
Biết tốc độ phản ứng tỉ lệ thuận với nồng độ của các chất tham gia phản ứng với số mũ là hệ số tỉ lượng của chất đó trong phương trình hoá học.
a. Hãy viết phương trình tốc độ của phản ứng này.
b. Ở một nhiệt độ xác định, hằng số tốc độ của phản ứng này là 2,5.10-4 L/(mol.s). Nồng độ đầu của I2 và H2 lần lượt là 0,02 M và 0,03 M. Hãy tính tốc độ phản ứng:
– Tại thời điểm đầu.
– Tại thời điểm đã hết một nửa lượng I2.
Câu 60: Thực hiện hai phản ứng phân huỷ H2O2 một phản ứng có xúc tác MnO2, một phản ứng không xúc tác. Đo thể tích khí oxygen theo thời gian và biểu diễn trên đồ thị như hình bên:
Đường phản ứng nào trên đồ thị (Hình 19.6) tương ứng với phản ứng có xúc tác, với phản ứng không có xúc tác?
O2 Education gửi các thầy cô link download tài liệu
Mời các thầy cô và các em xem thêm