Chúng tôi xin giới thiệu bài Lý thuyết Hóa lớp 10 bài 19: Tốc độ phản ứng được TaiLieuViet sưu tầm và tổng hợp các câu hỏi lí thuyết và trắc nghiệm có đáp án đi kèm nằm trong chương trình giảng dạy môn Hóa học lớp 10 sách Kết nối tri thức. Mời quý thầy cô cùng các bạn tham khảo tài liệu dưới đây.
1. Tốc độ phản ứng hóa học
a. Khái niệm tốc độ phản ứng hoá học
– Khi phản ứng hoá học xảy ra, lượng chất đầu giảm dần theo thời gian, trong khi lượng chất sản phẩm tăng dần theo thời gian (Hình 19.1).
Hình 19.1. Sự thay đổi lượng chất theo thời gian
– Tốc độ phản ứng được xác định bằng sự thay đổi lượng chất đầu hoặc chất sản phẩm trong một đơn vị thời gian: giây (s), phút (min). giờ (h), ngày (d),… Lượng phản ứng chất có thể được biểu diễn bằng số mol, nồng độ mol, khối lượng, hoặc thể tích.
– Các phản ứng khác nhau xảy ra với tốc độ khác nhau, có phản ứng xảy ra nhanh, có phản ứng xảy ra chậm (Hình 19.2).
Hình 19.2. Phản ứng xảy ra nhanh: a) Than chảy
Phản ứng xảy ra chậm: b) Sắt bị gỉ, c) Tinh bột lên men rượu
b. Tốc độ trung bình của phản ứng
– Đa số các phản ứng hoá học có tốc độ giảm dần theo thời gian. Để đặc trưng cho sự nhanh chậm của phản ứng trong một khoảng thời gian, ta dùng tốc độ phản ứng trung bình.
Ví dụ: Xét phản ứng tổng hợp NH3.
N2 + 3H2 → 2NH3
– Tại thời điểm t1, nồng độ N2, H2, NH3 lần lượt là CN2 (1), CH2 (1), CNH3 (1).
– Tại thời điểm t2, nồng độ N2, H2, NH3 lần lượt là CN2 (2), CH2 (2), CNH3 (2).
– Vậy, trong khoảng thời gian , biến thiên nồng độ các chất là:
– Khi phản ứng xảy ra, theo thời gian, nồng độ N2 và H2 giảm, nồng độ NH3 tăng, nên , và âm, dương.
– Từ phương trình hóa học, cho thấy tỉ lệ: cứ 1 mol N2 phản ứng với 3 mol H2, sinh ra 2 mol NH3. Vì vậy:
– Tốc độ trung bình của phản ứng được tính theo biểu thức:
– Đối với phản ứng tổng quát: aA + bB → dD + eE
– Gọi lần lượt là biến thiên lượng chất các chất A, B, D, E trong khoảng thời gian . Tốc độ trung bình của phản ứng được tính theo biểu thức:
|
– Tốc độ phản ứng đặc trưng cho sự nhanh chậm của một phản ứng hóa học. – Tốc độ trung bình của phản ứng được tính bằng sự thay đổi lượng chất trong một đơn vị thời gian. |
|---|
2. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng
a. Ảnh hưởng của nồng độ đến tốc độ phản ứng
– Sự thay đổi nồng độ các chất tham gia sẽ ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng, thông thường, khi nồng độ tăng tốc độ phản ứng sẽ tăng. Mối liên hệ giữa tốc độ phản ứng và nồng độ các chất tham gia được xác định bằng thực nghiệm
– Ở nhiệt độ không đổi, tốc độ phản ứng tỉ lệ thuận với tích Số nồng độ các chất phản ứng với số mũ thích hợp. Đối với phản ứng đơn giản (phản ứng chỉ xảy ra qua một giai đoạn), số mũ là hệ số của chất tham gia trong phương trình hoá học.
Ví dụ: Xét phản ứng 2NO + O2 → 2NO2 (1)
– Từ thực nghiệm, xác định được mối liên hệ giữa tốc độ phản ứng (1) và nồng độ các chất tham gia phản ứng:
– Trong đó: CNO và Co2 là nồng độ mol của NO và O2 tại thời điểm đang xét, k được gọi là hằng số tốc độ phản ứng; v là tốc độ phản ứng tại thời điểm đang xét.
– Xét tại thời điểm CNO = 1 M và Co2 = 1 M, khi đó v = k. Như vậy: hằng số tốc độ k là tốc độ phản ứng khi nồng độ của tất cả các chất đầu đều bằng đơn vị.
– Đại lượng k đặc trưng cho mỗi phản ứng và chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ, không phụ thuộc vào nồng độ chất phản ứng. Giá trị của k được xác định từ thực nghiệm.
– 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 vỡ liên kết cũ và hình thành liên kết mới dẫn tới phản ứng hoá học, được gọi là va chạm hiệu quả.
Hình 19.4. Mối liên hệ giữa tăng áp suất và tăng nồng độ
– Việc thay đổi áp suất không làm ảnh hưởng đến tốc độ của phản ứng không có chất khi tham gia.
c. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng
– Khi tăng nhiệt độ, các hạt (phân tử, nguyên tử hoặc ion) sẽ chuyển động nhanh hơn, động năng cao hơn. Khi đó, SỐ va chạm hiệu quả giữa các hạt tăng lên, dẫn đến tốc độ phản ứng tăng.
– Thực nghiệm cho thấy khi tăng nhiệt độ lên 10oC thì tốc độ phản ứng thường tăng từ 2 đến 4 lần.
– Gọi vt là tốc độ phản ứng tại nhiệt độ T, VT + 10 là tốc độ phản ứng tại nhiệt độ T + 10, khi đó:
– Trong biểu thức trên, được gọi là hệ số nhiệt độ Van’t Hoff (Van-Hốp). Giá trị càng lớn thì ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng càng mạnh.
Ví dụ: Xét phản ứng của acetone với iodine.
CH3COCH3 + I2 → CH3COCH2I + HI
– Phản ứng có hệ số nhiệt độ trong khoảng từ 30°C đến 50oC là 2,5. Nếu ở 35oC, phản ứng có tốc độ là 0,036 mol/(L.h) thì ở 45oC, phản ứng có tốc độ là 0,036.2,5 = 0,09 mol/(L.h).
d. Ảnh hưởng của diện tích bề mặt đến tốc độ phản ứng
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.
e. Ảnh hưởng của chất xúc tác đến tốc độ phản ứng
– Ảnh hưởng của xúc tác đến tốc độ phản ứng được giải thích dựa vào năng lượng hoạt hóa. 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 hóa học.
– Khi có xúc tác, phản ứng sẽ xảy ra qua nhiều giai đoạn. Mỗi giai đoạn đều có năng lượng hoạt hóa thấp hơn so với phản ứng không xúc tác (Hình 19.5). Do đó số hạt có đủ năng lượng hoạt hoá sẽ nhiều hơn, dẫn đến tốc độ phản ứng tăng lên.
Hình 19.5. Năng lượng hoạt hoá của phản ứng khi không có xúc tác là A và khi có xúc tác với năng lượng hoạt hóa là B, C của các giai đoạn
– Sau phản ứng, khối lượng bản chất hoá học của xúc tác không đổi, tuy nhiên, kích thước, hình dạng hạt, độ xốp,… có thể thay đổi.
|
– Khi nồng độ chất tan trong dung dịch tăng tốc độ phản ứng tăng. – Đối với phản ứng có sự tham gia của chất khí, khi áp suất tăng tốc độ phản ứng tăng. – Khi nhiệt độ phản ứng tăng dẫn đến số va chạm hiệu quả giữa các chất phản ứng tăng, làm tốc độ phản ứng tăng. – Để tăng tốc độ phản ứng ta có thể tăng diện tích bề mặt tiếp xúc của chất phản ứng bằng cách làm giảm kích thước hạt rắn hoặc tạo những hạt xốp. – Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng nhưng nó không bị biến đổi về lượng và chất sau phản ứng. |
|---|
3. Một số ứng dụng của việc thay đổi tốc độ phản ứng
– Trong đời sống và trong sản xuất, con người áp dụng nhiều biện pháp kĩ thuật để thay đổi tốc độ phản ứng như thay đổi nồng độ, nhiệt độ, dùng chất xúc tác,… Ví dụ: Trong hàn xì, đốt acetylene bằng oxygen nguyên chất cháy nhanh và cho nhiệt độ cao hơn khi đốt bằng oxygen trong không khí.
B. Bài tập minh họa
Bài 1: Làm thế nào có thể so sánh sự nhanh, chậm của các phản ứng hóa học để thúc đẩy hoặc kìm hãm nó theo mong muốn?
Hướng dẫn giải
Thời gian là đại lượng để xác định sự nhanh, chậm của các phản ứng hóa học.
Tốc độ phản ứng được xác định bằng sự thay đổi lượng chất đầu hoặc sản phẩm trong một đơn vị thời gian: giây(s), phút (min), giờ (h), ngày(d),..
Bài 2: Mối quan hệ giữa tốc độ phản ứng thuận vt và tốc độ phản ứng nghịch vn ở trạng thái cân bằng được biểu diễn như thế nào?
A. vt = 2vn
B. vt = vn
C. vt = 0,5vn
D. vt = vn = 0
Hướng dẫn giải
Đáp án B.
Cân bằng hóa học là khi vt = vn
Bài 3: Cho cân bằng sau trong bình kín. 2NO2 (màu nâu đỏ) ⇌ N2O4 (không màu)
Biết khi hạ nhiệt độ của bình thì màu nâu đỏ nhạt dần. Phản ứng thuận có.
A. ΔH < 0, phản ứng tỏa nhiệt
B. ΔH > 0, phản ứng tỏa nhiệt
C. ΔH < 0, phản ứng thu nhiệt
D. ΔH > 0, phản ứng thu nhiệt
Hướng dẫn giải
Đáp án A.
Khi hạ nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận ⇒ phản ứng tỏa nhiệt, ΔH < 0
Bài 4: Khi cho cùng một lượng nhôm vào cốc đựng dung dịch axit HCl 0,1M, tốc độ phản ứng sẽ lớn nhất khi dùng nhôm ở dạng nào sau đây?
A. Dạng viên nhỏ.
B. Dạng bột mịn, khuấy đều.
C. Dạng tấm mỏng.
D. Dạng nhôm dây.
Hướng dẫn giải
Đáp án B.
Sử dụng yếu tố diện tích tiếp xúc, dạng bột mịn sẽ cho diện tích tiếp xúc lớn nhất.
C. Trắc nghiệm Hóa học 10 bài 19
——————————
Như vậy, TaiLieuViet.vn đã gửi tới các bạn Lý thuyết Hóa học 10 bài 19: Tốc độ phản ứng KNTT Ngoài ra, các em học sinh có thể tham khảo môn Hóa 10 Cánh Diều, Lý 10 Cánh Diều và Toán 10 Chân trời sáng tạo tập 1, Sinh 10 Chân trời sáng tạo đầy đủ khác.
