Bài tập Tốc độ phản ứng có đáp án

a) Đồ thị trên mô tả sự thay đổi nồng độ theo thời gian của HCl vì nồng độ của HCl tăng dần từ 0 mol/L theo thời gian.

b) Đơn vị của tốc độ phản ứng trong trường hợp này là mol/(L.min).

1.

a) Tốc độ phản ứng trong khoảng thời gian từ 3 giờ đến 6 giờ là:

${V}_{tb}=-\frac{{C}_{{H}_{2}{O}_{2}\ (6h)}-{C}_{{H}_{2}{O}_{2}\ (3h)}}{6-3}$=$-\frac{0{,}500-0{,}707}{3}=0{,}069$(mol/ (L.h))

b) Tốc độ phản ứng trong khoảng thời gian từ 6 giờ đến 9 giờ là:

${V}_{tb}=-\frac{{C}_{{H}_{2}{O}_{2}\ (9h)}-{C}_{{H}_{2}{O}_{2}\ (6h)}}{9-6}$=$-\frac{0{,}354-0{,}500}{3}=0{,}049$(mol/ (L.h))

c) Tốc độ phản ứng trong khoảng thời gian từ 9 giờ đến 12 giờ là:

${V}_{tb}=-\frac{{C}_{{H}_{2}{O}_{2}\ (12h)}-{C}_{{H}_{2}{O}_{2}\ (9h)}}{12-9}$=$-\frac{0{,}250-0{,}354}{3}=0{,}035$(mol/ (L.h))

2. Nhận xét: Tốc độ phản ứng giảm dần theo thời gian.

1. Phản ứng ở bình chứa dung dịch Na$_{2}$S$_{2}$O$_{3}$ có nồng độ 0,3M xảy ra nhanh nhất.

Phản ứng ở bình chứa dung dịch Na$_{2}$S$_{2}$O$_{3}$ có nồng độ 0,05M xảy ra chậm nhất.

2. Khi nồng độ các chất tham gia tăng, tốc độ phản ứng sẽ tăng.

a) Phương trình tốc độ của phản ứng: v = k.C$_{X}$.C$_{Y}$

b) Tốc độ phản ứng tại thời điểm đầu là:

v = 2,5.10$^{-4}$.0,02.0,03 = 1,5.10$^{-7}$ (mol/(L.s))

- Tại thời điểm đã hết một nửa lượng X

⇒ Nồng độ X còn 0,01M và đã phản ứng 0,01M

$\begin{matrix}X\ +\ Y\ \rightarrow \ XY \\ 0{,}01M\ \rightarrow \ 0{,}01M\end{matrix}$

⇒ Theo phương trình, nồng độ Y phản ứng là 0,01M

⇒ Tại thời điểm xét, nồng độ Y còn 0,03M – 0,01M = 0,02M

⇒ v = 2,5.10$^{-4}$.0,01.0,02 = 5.10$^{-8}$ (mol/(L.s))

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 và ngược lại.

(1) và (2): Tăng áp suất làm tăng tốc độ phản ứng.

(3) và (4): Thay đổi áp suất không làm ảnh hưởng đến tốc độ của phản ứng vì không có sự tham gia của chất khí.

1. Ống nghiệm được đun nóng, màu của dung dịch chuyển sang màu hồng nhanh hơn.

2. 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.

$γ=\frac{{v}_{T+10}}{{v}_{T}}$Trong đó, γ là hệ số nhiệt độ Van’t Hoff, v$_{T}$ là tốc độ phản ứng tại nhiệt độ T, v$_{T+10}$ là tốc độ phản ứng tại nhiệt độ T +10.

⇒ Ý nghĩa: Giá trị của γ càng lớn thì ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng càng mạnh.

a) Hệ số nhiệt độ Van't Hoff của phản ứng là$γ=\frac{{v}_{{30}^{o}C}}{{v}_{{20}^{o}C}}=\frac{015}{0{,}05}=3$

b) Ta có: ${v}_{{40}^{o}C}=γ{.}^{o}{v}_{{30}^{o}C}$ = 3.0,15 = 0,45 mol/(L.min)

1. Phản ứng trong bình tam giác (2) chứa đá vôi đập nhỏ có tốc độ thoát khí nhanh hơn.

2. Đá vôi khi đập nhỏ có diện tích bề mặt lớn hơn.

3. 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.

1. Bình tam giác cho xúc tác MnO$_{2}$ có tốc độ thoát khí lớn hơn.

2. 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.

Đường phản ứng (a) trên đồ thị tương ứng với phản ứng không có xúc tác.

Đường phản ứng (b) trên đồ thị tương ứng với phản ứng có xúc tác vì lượng khí oxygen thoát ra ngay từ phút đầu tiên đã nhiều hơn.

Yếu tố được áp dụng để làm thay đổi tốc độ của các phản ứng trong Hình 19.7 là:

a) Đèn xì oxygen – acetylene: nồng độ (tăng oxygen).

b) Tủ lạnh bảo quản thức ăn: nhiệt độ.

c) Bình dưa muối: chất xúc tác.

Các cách để tăng tốc độ phản ứng:

- Tăng nồng độ của chất tham gia phản ứng.

- Sử dụng chất xúc tác: Platinum (Pt) ( hoặc Fe$_{2}$O$_{3}$, Cr$_{2}$O$_{3}$)

- Tăng nhiệt độ.

Trong công nghiệp, tổng hợp với số lượng lớn các chất hóa học từ những nguồn nguyên liệu dồi dào. Tuy nhiên, có những chất tham gia cần năng lượng lớn để phá vỡ liên kết mới tham gia phản ứng được hoặc có những phản ứng phản ứng xảy ra chậm.

⇒ Có nhiều phản ứng trong công nghiệp cần tiến hành ở nhiệt độ cao và sử dụng chất xúc tác.