Tốc độ phản ứng hóa học

Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng:

+ Nhiệt độ: nếu nhiệt độ tăng thì tốc độ phản ứng tăng.

+ Chất xúc tác: nếu thêm chất xúc tác thì khí CO₂ thoát ra nhanh hơn => Tốc độ phản ứng tăng.

+ Diện tích tiếp xúc: CaCO₃ ở dạng hạt nhỏ phản ứng xảy ra nhanh hơn CaCO₃ ở dạng khối => Khi tăng diện tích tiếp xúc thì tốc độ phản ứng tăng.

+ Áp suất không ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng trên vì phản ứng trên không có chất khí tham gia phản ứng.

Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ của phản ứng trên :

- Nồng độ H₂O₂ : nếu tăng nồng độ H₂O₂  thì tốc độ phản ứng tăng.

- Thêm chất xúc tác : làm tăng tốc độ của phản ứng.

- Nhiệt độ : nếu tăng nhiệt độ thì tốc độ phản ứng tăng.

→ Yếu tố không ảnh hưởng đến tốc độ của phản ứng là áp suất vì chất tham gia không phải là chất khí.

Gọi k là hằng số tốc độ phản ứng

→ Công thức tính tốc độ phản ứng theo k:  ${v_1} = k{\left( {\left[ {NO} \right]} \right)^2}\left[ {{O_2}} \right]$

- Khi tăng áp suất của NO lên 3 lần → Nồng độ của NO tăng lên 3 lần, nồng độ của O₂ không đổi nên ${v_2} = k{\left( {3\left[ {NO} \right]} \right)^2}{\left[ {{O_2}} \right]_1}\,\, = \,\,k.9.{\left( {\left[ {NO} \right]} \right)^2}\left[ {{O_2}} \right]$

→ $\frac{{{v_2}}}{{{v_1}}} = \,\,\frac{{k.9.{{\left( {\left[ {NO} \right]} \right)}^2}\left[ {{O_2}} \right]\,}}{{k{{\left( {\left[ {NO} \right]} \right)}^2}\left[ {{O_2}} \right]}}\,\, = \,\,9\,\, \to \,\,{v_2} = \,\,9{v_1}$ → Tốc độ phản ứng tăng lên 9 lần

- Ngược lại: Khi giảm áp suất của NO xuống 3 lần

→ Nồng độ của NO giảm đi 3 lần, nồng độ của O₂ không đổi

${v_2} = k{\left( {\frac{{\left[ {NO} \right]}}{3}} \right)^2}{\left[ {{O_2}} \right]_1}\,\, = \,\,k.\frac{{{{\left( {\left[ {NO} \right]} \right)}^2}}}{9}\left[ {{O_2}} \right]$

$ \to \,\,\frac{{{v_2}}}{{{v_1}}} = \,\,\frac{{k.\frac{{{{\left( {\left[ {NO} \right]} \right)}^2}}}{9}\left[ {{O_2}} \right]\,}}{{k{{\left( {\left[ {NO} \right]} \right)}^2}\left[ {{O_2}} \right]}}\,\, = \,\,\frac{1}{9}\,\, \to \,\,{v_2} = \,\,\frac{{{v_1}}}{9}$

→ Tốc độ phản ứng giảm đi 9 lần

${n_{{O_2}}} = \,\,\frac{{0,0336}}{{22,4}}\,\, = \,\,0,0015\,\,mol$

2H₂O₂ $\xrightarrow{{Mn{O_2}}}$ 2H₂O + O₂

+) Theo phương trình phản ứng : ${n_{{H_2}{O_2}}}$_{phản ứng} =  $2{n_{{O_2}}} = \,\,2.0,0015\,\, = \,\,0,003\,\,mol$

+) Lượng H₂O₂ phản ứng này chính là lượng H₂O₂ biến đổi trong 60 giây  

hay  ∆C =  $\frac{{0,003}}{{0,1}}\,\, = \,\,0,03\,\,mol/L$

+) $\overline v = \,\,\frac{{\Delta C}}{{\Delta t}}$  nên  $\overline v \,\, = \,\,\frac{{0,03}}{{60}}\,\, = \,\,{5.10^{ - 4}}\,\,mol/\left( {L.s} \right)$

Gọi k là hằng số tốc độ phản ứng => Công thức tính tốc độ phản ứng theo k: v = k[SO₂]²[O₂]

- Khi tăng nồng độ của SO₂ lên 2 lần thì tốc độ phản ứng tăng lên 2² = 4 lần

- Khi tăng nồng độ của SO₂ lên 4 lần thì tốc độ phản ứng tăng lên 4² = 16 lần

- Khi tăng nồng độ của O₂ lên 2 lần thì tốc độ phản ứng tăng lên 2 lần

- Khi tăng đồng thời nồng độ SO₂ và O₂ lên 2 lần thì tốc độ phản ứng tăng lên 2².2 = 8 lần

Gọi k là hằng số tốc độ phản ứng.

→ Công thức tính tốc độ phản ứng theo k: ${v_1} = k\left[ {{A_2}} \right]{\left( {\left[ B \right]} \right)^2}$  

Khi áp suất của A₂ tăng lên 6 lần thì nồng độ của A₂ tăng lên 6 lần và nồng độ của B không đổi thì: ${v_2}{\text{ }} = k.6.\left[ {{A_2}} \right]{\left( {\left[ B \right]} \right)^2}$

 $\to \,\,\frac{{{v_2}}}{{{v_1}}} = \,\,\frac{{k.6.\left[ {{A_2}} \right]{{\left( {\left[ B \right]} \right)}^2}}}{{k\left[ {{A_2}} \right]{{\left( {\left[ B \right]} \right)}^2}}}\,\, = \,\,6\,\, \to \,\,{v_2} = \,\,6{v_1}$ → Tốc độ phản ứng tăng lên 6 lần.

Tốc độ trung bình của phản ứng : $\overline v \,\, = \,\,\frac{{\Delta C}}{{\Delta t}}\,\, = \,\frac{{0,01 - \,0,008}}{{20}}\,\, = \,\,{10^{ - 4}}$  mol/(L.s).

Gọi nhiệt độ của phản ứng trước và sau khi tăng là t₁, t₂.

+) Tốc độ phản ứng tăng lên 1024 lần nên  $\frac{{{v_{{t_2}}}}}{{{v_{{t_1}}}}}\,\, = \,\,1024$

mà ${v_{{t_2}}} = \,\,{v_{{t_1}}}.{k^{\frac{{{t_2} - {t_1}}}{{10}}}}\,\, \to \,\,{k^{\frac{{{t_2} - {t_1}}}{{10}}}}\, = \,\,\frac{{{v_{{t_2}}}}}{{{v_{{t_1}}}}}\,\, = \,\,1024\,\,\,\,(1)$

+) Theo bài ra ta có, nhiệt độ tăng thêm nên t₂ – t₁ =${50^o}C$

Thay vào (1) ta có ${k^{\frac{{{t_2} - {t_1}}}{{10}}}}\, = \,\,1024\,\, \to \,\,{k^5}\,\, = \,\,{4^5}\,\, \to \,\,k\,\, = \,\,4$

Vậy hệ số nhiệt độ của tốc độ phản ứng là 4.

Tốc độ phản ứng tăng lên 3 lần nên $\dfrac{{{v_{{t_2}}}}}{{{v_{{t_1}}}}}\,\, = \,\,3$ mà ${v_{{t_2}}} = \,\,{v_{{t_1}}}.{k^{\dfrac{{{t_2} - {t_1}}}{{10}}}}\,\, \to \,\,{k^{\dfrac{{{t_2} - {t_1}}}{{10}}}}\, = \,\,\dfrac{{{v_{{t_2}}}}}{{{v_{{t_1}}}}}\,\, = \,\,3\,\,\,\,(1)$

- Tăng nhiệt độ thêm ${25^o}C$ thì t₂ – t₁ = ${25^o}C$

Thay vào (1) : ${k^{\dfrac{{{t_2} - {t_1}}}{{10}}}}\, = \,\,{k^{2,5}} = 3\,\, \to \,\,k\,\,\, = \,1,552$

- Khi phản ứng tăng từ ${20^o}C\,$ lên ${170^o}C\,$ thì t₂ – t₁ = ${150^o}C\,$

→ $\,\,\dfrac{{{v_{{t_2}}}}}{{{v_{{t_1}}}}}\,\, = {k^{\dfrac{{{t_2} - {t_1}}}{{10}}}}\, = \,\,1,{552^{15}} = \,\,730$

=> Tốc độ phản ứng tăng lên 730 lần.

Gọi nhiệt độ của phản ứng trước và sau khi tăng là t₁, t₂.

+) Tốc độ phản ứng tăng lên 3 lần nên $\frac{{{v_{{t_2}}}}}{{{v_{{t_1}}}}}\,\, = \,\,3$ mà ${v_{{t_2}}} = \,\,{v_{{t_1}}}.{k^{\frac{{{t_2} - {t_1}}}{{10}}}}\,\, \to \,\,{k^{\frac{{{t_2} - {t_1}}}{{10}}}}\, = \,\,\frac{{{v_{{t_2}}}}}{{{v_{{t_1}}}}}\,\, = \,\,3\,\,\,\,(1)$

- Theo bài ra, nhiệt độ tăng thêm ${10^o}C$ nên t₂ – t₁ = ${10^o}C$

 Thay vào (1) ta có: ${k^{\frac{{{t_2} - {t_1}}}{{10}}}}\, = \,\,3\,\, \to \,\,{k^1}\,\, = \,\,{3^1}\,\, \to \,\,k\,\, = \,\,3$

- Khi tốc độ phản ứng tăng lên 81 lần và t₁ = ${30^o}C.$

Mà ${k^{\frac{{{t_2} - {t_1}}}{{10}}}}\, = \,\,\frac{{{v_{{t_2}}}}}{{{v_{{t_1}}}}}$ → ${k^{\frac{{{t_2} - 30}}{{10}}}}\, = \,\,\frac{{{v_{{t_2}}}}}{{{v_{{t_1}}}}}\,\, \to \,{3^{\frac{{{t_2} - \,\,30}}{{10}}}}\, = \,\,{3^4}\,\, \to \,\,\frac{{{t_2} - \,\,30}}{{10}}\,\, = \,\,4\,\, \to \,\,{t_2}\,\, = \,\,{70^o}C$

=> thực hiện phản ứng ở nhiệt độ 70^oC

Nội dung A đúng vì khi đó nhiệt độ giảm nên tốc độ phản ứng phân hủy thực phẩm giảm, thực phẩm giữ được lâu hơn.

Nội dung B đúng vì tăng áp suất tốc độ phản ứng tăng.

Nội dung C đúng vì tăng nồng độ chất phản ứng thì tốc độ phản ứng tăng.

Nội dung D sai vì ở tầng khí quyển trên cao khí oxi loãng hơn so với mặt đất nên nhiên liệu cháy chậm hơn.

A. Thay bằng kẽm bột giúp tăng diện tích tiếp xúc bề mặt nên tăng tốc độ

B. Thay nồng độ H₂SO₄ bằng 2M làm giảm nồng độ → giảm tăng tốc độ phản ứng

C.  Tăng nhiệt độ đến 50^oC → tăng tốc độ phản ứng

D. Không thay đổi vì chỉ nồng độ mol H₂SO₄ mới ảnh hưởng, còn thể tích không ảnh hưởng

A. Sai vì cả hai nhóm dùng nồng độ HCl như nhau là 2M

B. Đúng

C. Sai, vì kẽm bột là chất rắn nên không có nồng độ

D. Sai

Cốc A có nồng độ lớn hơn cốc B, nên khi cho cùng nồng độ dd H₂SO₄ vào 2 cốc thì cốc A sẽ có tốc độ phản ứng nhanh hơn cốc B.

→ cốc A xuất hiện kết tủa nhanh hơn cốc B.

A. Loại, đốt trong lò kín giúp hạn chế sự tiếp xúc với O₂ → củi khó cháy hơn

B. Loại, xếp củi chặt làm diện tích tiếp xúc của củi với không khí giảm → giảm khả năng cháy của củi

C. Loại, thổi hơi nước giúp giảm nhiệt độ cháy → giảm khả năng cháy của củi

D. Chọn, thổi không khí khô giúp tăng nồng độ O₂, củi cháy dễ dàng hơn

(1) đúng vì dùng khí nén, nóng để tăng áp suất và nhiệt độ giúp than cốc cháy tốt hơn

(2) đúng vì tăng nhiệt độ phản ứng giúp đá vôi phân hủy nhanh hơn.

(3) đúng vì nghiền nhỏ giúp tăng diện tích tiếp xúc của nguyên liệu giúp tăng tốc độ phản ứng

(4) đúng vì chất xúc tác bột Fe giúp tăng tốc độ phản ứng

→ 4 phát biểu đều đúng

PTHH: CaCO₃ (rắn) \(\xrightarrow{{{t^0}}}\)CaO (rắn) + CO₂ (khí)

A. Đập nhỏ đá vôi giúp đá vôi có diện tích tiếp xúc lớn hơn, dễ nhiệt phân hơn → tăng tốc độ pư

B. Tăng nhiệt độ giúp phản ứng xảy ra nhanh hơn → tăng tốc độ pư

C. CO₂ là sản phẩm tạo thành, do vậy tăng nồng độ CO₂ dẫn đến không làm tăng được tốc độ pư

D. Thổi không khí nén vào bình giúp tăng áp suất và nhiệt độ → tăng tốc độ pư

A. Nấu thực phẩm trong nồi áp suất giúp thời gian thức ăn chín nhanh và nhừ hơn → tăng tốc độ phản ứng

B. Tăng nồng độ Oxi giúp lưu huỳnh cháy nhanh hơn → tăng tốc độ phản ứng

C. Tăng áp suất và nhiệt độ giúp than cốc cháy nhanh hơn → tăng tốc độ phản ứng

D. Đóng nắp làm giảm nồng độ oxi làm than khó tiếp tục cháy → giảm tốc độ phản ứng

Chất xúc tác có tác dụng làm tăng tốc độ phản ứng, sau khi phản ứng chất xúc tác còn nguyên, khối lượng không thay đổi

Khi tăng diện tích tiếp xúc của các chất phản ứng thì tốc độ phản ứng tăng.

Mà diện tích tiếp xúc của dạng bột mịn > dạng viên nhỏ > dạng khối.

Do đó tốc độ phản ứng của đá vôi dạng bột mịn > dạng viên nhỏ > dạng khối.

Khi tăng tốc độ phản ứng thì thời gian phản ứng sẽ giảm.

Do đó t₁ < t₂ < t₃