Tiêu đề CHỦ ĐỀ 6. TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG HÓA HỌC ĐỀ.docx ✅

1 CHỦ ĐỀ 06: TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG HOÁ HỌC TÓM TẮT LÍ THUYẾT CHƯƠNG TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG  Khái niệm Để đánh giá mức độ xảy ra nhanh hay chậm của các phản ứng hóa học, người ta đưa ra khái niệm tốc độ phản ứng hóa học, gọi tắt là tốc độ phản ứng. Hình 6.1.a. Vụ nổ xảy ra tại triển lãm quân sự ở Nizhniy Tagil, Nga, là rất nhanh. Các khí được tạo ra đột ngột tạo thành sóng xung kích của vụ nổ. Hình 6.1.b. Một số phản ứng xảy ra rất chậm, như trong quá trình ăn mòn dần dần trên mũi tàu Titanic ở tầng lạnh giá của Đại Tây Dương. Tốc độ phản ứng là độ biến thiên nồng độ của một trong các chất phản ứng hoặc sản phẩm trong một đơn vị thời gian. Xét phản ứng tổng quát: aA + bB cC + dD Biểu thức tốc độ trung bình của phản ứng: 1111 = --   CABDCCCC v atbtctdt Trong đó:  :v là tốc độ trung bình của phản ứng.  21:CCC Sự biến thiên nồng độ.  21:ttt biến thiên thời gian.  C 1 , C 2 là nồng độ của một chất tại 2 thời điểm tương ứng t 1 , t 2 . Chú ý: Hệ số tỉ lượng các chất trong phương trình hoá học của một phản ứng thường khác nhau, do đó để qui tốc độ của một phản ứng về cùng một giá trị, trong công thức tính tốc độ phản ứng cần chia thêm hệ số tỉ lượng của chất được lấy để tính tốc độ. Ví dụ: Phản ứng phân hủy H 2 O 2 : H 2 O 2  →  H 2 O + ½ O 2 . Kết quả thí nghiệm đo nồng độ H 2 O 2  tại các thời điểm khác nhau được trình bày trong bảng. Bảng 6.1. Sự phụ thuộc nồng độ H 2 O 2 vào thời gian phản ứng Hãy tính tốc độ phản ứng theo nồng độ H 2 O 2  trong khoảng thời gian từ 3 giờ đến 6 giờ. HOHO 22(6h)22(3h) tb CC 0,50,707 v0,069mol/L.h 633     Quá trình tạo nên mỏ than đá
2  Các yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng  Ảnh hưởng nồng độ - Định luật tác dụng khối lượng: Ở nhiệt độ không đổi, tốc độ phản ứng tỉ lệ với tích số nồng độ các chất tham gia phản ứng với số mũ thích hợp. Xét phản ứng đơn giản: aA + bB  cC + dD ab ABvk.C.C Trong đó:  k là hằng số tốc độ phản ứng.  a và b là các hệ số tỉ lượng của phản ứng đơn giản.  C A , C B là nồng độ mol . L 1 tương ứng của chất A, B. Khi nồng độ các chất phản ứng bằng nhau, bằng 1M thì hằng số tốc độ phản ứng bằng tốc độ phản ứng. Hình 6.2. Phản ứng của đá vôi với các dung dịch HCl có nồng độ khác nhau  Ảnh hưởng nhiệt độ - Hệ số nhiệt độ Van’t Hoff TT 21 10 2 1 v v      
3 Trong đó:  v 2 , v 1 là tốc độ phản ứng tương ứng tại thời điểm T 2 , T 1 .  Ứng dụng của thay đổi tốc độ phản ứng trong đời sống Hình 6.3.a. Ảnh hưởng của nồng độ Hình 6.3.b. Ảnh hưởng của áp suất Hình 6.3.c. Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc Hình 6.3.d. Ảnh hưởng của chất xúc tác Hình 6.3.e. Ảnh hưởng của nhiệt độ Hình 6.3.f. Ảnh hưởng của chất xúc tác Hình 6.3. Ảnh hưởng của một số yếu tố tới tốc độ phản ứng A. PHẦN BÀI TẬP TỰ LUẬN Dạng 1: Tính tốc độ trung bình của phản ứng Bài 1: Cho phản ứng phân hủy N 2 O 5 và nồng độ của N 2 O 5 tại thời điểm t 1 = 0 và t 2 =100 giây như sau: N 2 O 5 N 2 O 4 + 1/2O 2 t 0 : 0 s 2,3 mol/L t 1 : 184 s 2,08 mol/L Bài 2: Giả sử bạn cần HI tinh khiết cao. Bạn có thể điều chế nó bằng cách phản ứng trực tiếp từ hydrogen và iodine theo phản ứng H 2 (k) + I 2 (k) → 2HI(k), với điều kiện phản ứng xảy ra đủ nhanh. -Trong khoảng thời gian 100 giây, nồng độ của HI tăng từ 3,50 mmol . L-1 đến 4,00 mmol . L-1. Tốc độ trung bình của phản ứng này là bao nhiêu? Bài 3: Cho phản ứng xảy ra trong dung dịch: C 2 H 5 Br + KOH  C 2 H 5 OH + KBr Nồng độ ban đầu của potassium hydroxide là 0,07 M, sau 30 phút lấy ra 10 mL dung dịch hỗn hợp phản ứng (hỗn hợp A). Trung hòa 10 mL dung dịch A cần vừa đủ 12,84 mL dung dịch hydrochloric acid 0,05 M. Tính tốc độ phản ứng trung bình của phản ứng trong khoảng thời gian trên (mol/L.s). Bài 4: Phản ứng giữa Na 2 S 2 O 3 và H 2 SO 4 thu được muối sunfate, sulfur, sulful dioxide và nước, thường được dùng trong nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng. Tiến hành thí nghiệm với 100 ml dung dịch hỗn hợp Na 2 S 2 O 3 0,5M và H 2 SO 4 (dư), sau 40 giây, thể tích SO 2 thu
4 được ở điều kiện chuẩn là 0,9916 L. Giả sử khí tạo ra đều thoát ra khỏi dung dịch, tính tốc độ trung bình của phản ứng theo Na 2 S 2 O 3 . Bài 5: Dung dịch hydrochloric acid phản ứng với dây magnesium. Thể tích khí hydrogen thoát ra trong 80 giây đầu tiên (khi cho dây magnesium phản ứng với dung dịch hydrochloric acid) được biểu diễn bằng đồ thị sau: Hình 6.4. Đồ thị sự phụ thuộc thể tích khí hydrogen theo thời gian Tính tốc độ trung bình của phản ứng tạo thành khí hydrogen (cm 3 .s -1 ) trong khoảng thời gian 80 giây. Bài 6: Có thể theo dõi tốc độ phản ứng giữa zinc và hydrochloric acid bằng cách đo thể tích khí hydrogen thoát ra trong phản ứng. Kết quả Thời gian (giây) Thể tích khí (cm 3 ) 0 0 10 20 20 40 30 58 40 72 50 80 Hình 6.5. Sơ đồ thí nghiệm quá trình đo khí hydrogen thoát ra từ phản ứng của Zn và HCl a) Tính tốc độ trung bình của khí thoát ra (cm 3 /s) trong 40 giây đầu của phản ứng. b) Tại sao tăng nồng độ acid sẽ làm tốc độ của phản ứng tăng? Bài 7: Ở 40 ℃ dung dịch H 2 O 2 phân huỷ theo phản ứng: 2H 2 O 2(aq)  2H 2 O (l) + O 2(g) Nồng độ của H 2 O 2 tại những thời điểm khác nhau được biểu thị trong bảng 6.2: Thời điểm (giờ) Nồng độ [H 2 O 2 ] (M) 0 1,000 6 0,0500 12 0,025 Bảng 6.2 Sự thay đổi nồng độ H 2 O 2 theo thời gian Tính tốc độ trung bình của phản ứng phân huỷ H 2 O 2 (M/ s) trong những quãng thời gian từ a) 0 đến 6 giờ. b) 6 giờ đến 12 giờ. Bài 8: Phản ứng phân huỷ N 2 O 5 ở trong pha khí xảy ra như sau: