Lý thuyết Hóa học 10 bài: Ôn tập chương 6

Tốc độ phản ứng

- Tốc độ phản ứng của phản ứng hoá học là đại lượng đặc trưng cho sự biến thiên nồng độ của một trong các chất phản ứng hoặc sản phẩm trong một đơn vị thời gian.

- Tốc độ phản ứng kí hiệu là v, có đơn vị:  (đơn vị nồng độ)/ (đơn vị thời gian)

- Tốc độ trung bình của phản ứng là tốc độ được tính trong một khoảng thời gian phản ứng.

aA + bB → bC + dD

Biểu thức tốc độ trung bình của phản ứng:

\(\overline v  =  - \frac{1}{a}.\frac{{\Delta {C_A}}}{{\Delta t}} =  - \frac{1}{b}.\frac{{\Delta {C_B}}}{{\Delta t}} = \frac{1}{c}.\frac{{\Delta {C_C}}}{{\Delta t}} = \frac{1}{d}.\frac{{\Delta {C_D}}}{{\Delta t}}\)

Trong đó:

\(\overline v\): tốc độ trung bình của phản ứng

\(\Delta C = {C_2} - {C_1}\): sự biến thiên nồng độ

\(\Delta t = {t_2} - {t_1}\): biến thiên thời gian

C1, C2 là nồng độ của một chất tại 2 thời điểm tương ứng t1, t2

Biểu thức tốc độ phản ứng

- Phản ứng đơn giản có dạng:

aA+ bB →cC + dD

- Mối quan hệ giữa nồng độ và tốc độ tức thời của phản ứng hoá học được biểu diễn bằng biểu thức:

\(v = k.C_A^a.C_B^b\)

- Trong đó:

+ k là hằng số tốc độ phản ứng

+ CA, CB là nồng độ (M) chất A, B tại thời điểm đang xét.

- Khi nồng độ chất phản ứng bằng đơn vị (1 M) thì k = v, vậy k là tốc độ của phản ứng và được gọi là tốc độ riêng, đây là ý nghĩa của hằng số tốc độ phản ứng.

- Hằng số k chỉ phụ thuộc vào bản chất của chất phản ứng và nhiệt độ.

Ảnh hưởng của nồng độ

Khi tăng nồng độ chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng.

Ảnh hưởng của nhiệt độ

- Khi tăng nhiệt độ, tốc độ phản ứng tăng.

- Mối quan hệ giữa nhiệt độ và tốc độ phản ứng hoá học được biểu diễn bằng công thức:

\(\frac{{{v_{{t_2}}}}}{{{v_{{t_1}}}}} = {\gamma ^{\frac{{{t_2} - {t_1}}}{{10}}}}\)

Trong đó: vt1, vt2 là tốc độ phản ứng ở 2 nhiệt độ t1 và t2; \(\gamma\) là hệ số nhiệt độ Van't Hoff.

Quy tắc Vant Hoff chỉ gần đúng trong khoảng nhiệt độ không cao.

Ảnh hưởng của áp suất

Đối với phản ứng có chất khí tham gia, tốc độ phản ứng tăng khi tăng áp suất.

Ảnh hưởng của bề mặt tiếp xúc

Khi tăng diện tích bề mặt tiếp xúc của chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng.

Ảnh hưởng của chất xúc tác

Chất xúc tác làm tăng tốc độ của phản ứng hoá học, nhưng vẫn được bảo toàn về lượng và chất khi kết thúc phản ứng.

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.

Bài 1: Khi để ở nhiệt độ 30°C, một quả táo bị hư sau 3 ngày. Khi được bảo quản ở 0°C (trong tủ lạnh), quả táo đỏ bị hư sau 24 ngày.

a) Hãy tính hệ số nhiệt độ của phản ứng xảy ra khi quả táo bị hư.

b) Nếu bảo quản ở 20°C, quả táo sẽ bị hư sau bao nhiêu ngày?

Hướng dẫn giải

Biểu thức tính hệ số nhiệt độ γ của phản ứng:

\(\gamma  = \frac{{{V_{T + 10}}}}{{{V_T}}}\)

\(hoặc {\gamma ^{\frac{{{\rm{\Delta }}T}}{{10}}}} = \frac{{{V_1}}}{{{V_2}}} = \frac{{{t_2}}}{{{t_1}}}\)

a) Vì tốc độ phản ứng tỉ lệ nghịch với thời gian

\(\begin{array}{l} \frac{{24}}{3} = 8\\ = > {\gamma ^{\frac{{30 - 0}}{{10}}}} = \frac{{24}}{3} = 8\\ = > \gamma = 2 \end{array}\)

b)

\(\begin{array}{l} {2^{\frac{{30 - 20}}{{10}}}} = \frac{{{t_2}}}{3}\\ = > {t_2} = 2.3 = 6 \end{array} (ngày)\)

Bài 2: Cho biết những phát biểu sau đây là đúng hay sai. Giải thích.

(1) Để phản ứng hóa học xảy ra, các hạt (phân tử, nguyên tử, ion) của chất phản ứng phải va chạm với nhau.

(2) Khi áp suất khí CO tăng, tốc độ phản ứng 4CO + Fe₃O₄ → 4CO₂ + 3Fe tăng lên.

(3) Khi tăng nhiệt độ lên 10^oC, tốc độ của các phản ứng hoá học đều tăng gấp đôi.

(4) Nếu năng lượng va chạm giữa hai phân tử chất phản ứng nhỏ hơn năng lượng hoạt hóa thì sẽ gây ra phản ứng hóa học.

(5) Phản ứng có năng lượng hoạt hóa càng thấp thì xảy ra càng nhanh.

Hướng dẫn giải

(1) Sai vì các hạt (phân tử, nguyên tử, ion) của chất phản ứng phải va chạm hiệu quả với nhau mới xảy ra phản ứng

(2) Đúng vì phản ứng có chất khí là CO

(3) Sai vì tốc độ phản ứng tăng hay giảm bao nhiêu lần phụ thuộc vào hệ số nhiệt độ γ

(4) Sai vì năng lượng va chạm giữa hai phân tử chất phản ứng phải cao hơn năng lượng hoạt hóa mới gây ra phản ứng hoá học.

(5) Đúng

Bài 3: Ở vùng đồng bằng (độ cao gần mực nước biển), nước sôi ở 100°C. Trên đỉnh núi Fansipan (cao 3200m so với mực nước biển), nước sôi ở 90°C. Khi luộc chín một miếng thịt trong nước sôi, ở vùng đồng bằng mất 3,2 phút, trong khi đó trên đỉnh Fansipan mất 3,8 phút.

a) Tính hệ số nhiệt độ của phản ứng làm chín miếng thịt trên.

b) Nếu luộc miếng thịt trên đỉnh núi cao hơn, tại đó nước sôi ở 80°C thì mất bao lâu để luộc chín miếng thịt?

Hướng dẫn giải

a) Hằng số nhiệt độ là

\(\begin{array}{l} {\gamma ^{\frac{{100 - 90}}{{10}}}} = \frac{{3,8}}{{3,2}}\\ = > \gamma = 1,1875 \end{array}\)

b) Ở nhiệt độ 80°C

\(1,{1875^{\frac{{90 - 80}}{{10}}}} = \frac{{{V_1}}}{{3,8}}\)

→ Thời gian cần luộc chín miếng thịt ở 80°C là

\({V_1} = 1,{1875^{\frac{{90 - 80}}{{10}}}}.3,8 = 4,5125\) (min)