Bài 19. Tốc độ phản ứng trang 53, 54, 55 SBT Hóa 10 Kết nối tri thức với cuộc sống

Nhận biết 19.1

Cho phản ứng xảy ra trong pha khí sau: H₂ + Cl₂ -> 2HCl

Biểu thức tốc độ trung bình của phản ứng là

A. $v = \frac{Δ C_{H_{2}}}{Δ t} = \frac{Δ C_{C l_{2}}}{Δ t} = \frac{Δ C_{H C l}}{Δ t}$ .

B. $v = \frac{Δ C_{H_{2}}}{Δ t} = \frac{Δ C_{C l_{2}}}{Δ t} = \frac{- Δ C_{H C l}}{Δ t}$ .

C. $v = \frac{- Δ C_{H_{2}}}{Δ t} = \frac{- Δ C_{C l_{2}}}{Δ t} = \frac{Δ C_{H C l}}{Δ t}$ .

D. $v = \frac{- Δ C_{H_{2}}}{Δ t} = \frac{- Δ C_{C l_{2}}}{Δ t} = \frac{Δ C_{H C l}}{2 Δ t}$ .

Phương pháp giải:

Dựa vào biểu thức tốc độ trung bình của phản ứng:

aA + bB -> cC + dD là $\bar{v} = - \frac{1}{a} . \frac{Δ C_{A}}{Δ t} = - \frac{1}{b} . \frac{Δ C_{B}}{Δ t} = \frac{1}{c} . \frac{Δ C_{C}}{Δ t} = \frac{1}{d} . \frac{Δ C_{D}}{Δ t}$

Trong đó:

+ $\bar{v}$ : tốc độ trung bình của phản ứng

+ $Δ C = C_{2} - C_{1}$ : sự biến thiên nồng độ

+ $Δ t = t_{2} - t_{1}$ : sự biến thiên thời gian

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: D

Nhận biết 19.2

Trong dung dịch phản ứng thuỷ phân ethyl acetate (CH₃COOC₂H₅) có xúc tác acid vô cơ xảy ra như sau:

Phát biểu nào sau đây đúng?

A. Nồng độ acid tăng dần theo thời gian.

B. Thời điểm ban đầu, nồng độ acid trong bình phản ứng bằng 0.

C. Tỉ lệ mol giữa chất đầu và chất sản phẩm luôn bằng 1.

D. HCl chuyển hoá dần thành CH₃COOH nên nồng độ HCl giảm dần theo thời gian.

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: A

- Giải thích:

+ A. Đúng vì acid là sản phẩm -> nồng độ tăng dần theo thời gian

+ B. Sai vì thời điểm ban đầu đã có acid HCl -> nồng độ acid trong bình khác 0

+ C. Sai vì tỉ lệ mol giữa chất ban đầu và sản phẩm sẽ thay đổi theo thời gian

+ D. Sai vì HCl là chất xúc tác nên không bị biến đổi sau phản ứng

Nhận biết 19.3

Sục khí CO₂ vào bình chứa dung dịch Na₂CO₃.

a) Tốc độ hấp thụ khí CO₂ sẽ thay đổi như thế nào nếu thêm các chất sau đây vào dung dịch:

(i) HCl; (ii) NaCl; (iii) H₂O; (iv) K₂CO₃.

b) Nếu tăng áp suất, tốc độ phản ứng thay đổi như thế nào?

Phương pháp giải:

Dựa vào sự ảnh hưởng của các yếu tố đến tốc độ phản ứng:

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

- Khi tăng nhiệt độ, tốc độ phản ứng tăng

- Khi tăng áp suất (đối với phản ứng có chất khí), tốc độ phản ứng tăng

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

- Chất xúc tác làm tăng tốc độ của phản ứng hóa học (cụ thể là làm giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng) nhưng vẫn bảo toàn về chất và lượng khi phản ứng kết thúc

Lời giải chi tiết:

(i) Do HCl phản ứng với Na2CO3 → Nồng độ Na₂CO₃ giảm → Tốc độ hấp thụ khí CO₂ giảm

(ii) Do NaCl cũng tan trong nước → Nồng độ Na₂CO₃ giảm → Tốc độ hấp thụ khí CO₂ giảm

(iii) H₂O làm nồng độ Na₂CO₃ giảm → Tốc độ hấp thụ khí CO₂ giảm

(iv) K₂CO₃ cũng phản ứng với CO₂ → Tốc độ phản ứng tăng

b) Khi tăng áp suất, nồng độ CO₂ tăng → Tốc độ phản ứng tăng

Nhận biết 19.4

Cho các phản ứng hoá học sau:

a) Fe₃O₄(s) + 4CO(g) → 3Fe(s) + 4CO₂(g)

b) 2NO₂(g) → N₂O₄(g)

c) H₂(g) + Cl₂(g) → 2HCl(g)

d) CaO(s) + SiO₂(s) → CaSiO₃(s)

e) CaO(s) + CO₂(g) → CaCO₃(s)

g) 2KI(aq) + H₂O₂(aq) → I₂(s) + 2KOH(aq)

Tốc độ những phản ứng nào ở trên thay đổi khi áp suất thay đổi?

Phương pháp giải:

Dựa vào sự ảnh hưởng của các yếu tố đến tốc độ phản ứng:

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

- Khi tăng nhiệt độ, tốc độ phản ứng tăng

- Khi tăng áp suất (đối với phản ứng có chất khí), tốc độ phản ứng tăng

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

- Chất xúc tác làm tăng tốc độ của phản ứng hóa học (cụ thể là làm giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng) nhưng vẫn bảo toàn về chất và lượng khi phản ứng kết thúc

Lời giải chi tiết:

a) Fe₃O₄(s) + 4CO(g) → 3Fe(s) + 4CO₂(g)

→Tốc độ thay đổi do phản ứng có sự tham gia của chất khí

b) 2NO₂(g) → N₂O₄(g)

→ Tốc độ thay đổi do phản ứng có sự tham gia của chất khí

c) H₂(g) + Cl₂(g) → 2HCl(g)

→ Tốc độ thay đổi do phản ứng có sự tham gia của chất khí

d) CaO(s) + SiO₂(s) → CaSiO₃(s)

→ Tốc độ không thay đổi do phản ứng không có chất khí

e) CaO(s) + CO₂(g) → CaCO₃(s)

→ Tốc độ thay đổi do phản ứng có sự tham gia của chất khí

g) 2KI(aq) + H₂O₂(aq) → I₂(s) + 2KOH(aq)

→ Tốc độ không thay đổi do phản ứng không có chất khí

Nhận biết 19.5

Cho bột Fe vào dung dịch HCl loãng. Sau đó đun nóng hỗn hợp này. Phát biểu nào sau đây không đúng?

A. Khí H₂ thoát ra nhanh hơn.

B. Bột Fe tan nhanh hơn.

C. Lượng muối thu được nhiều hơn.

D. Nồng độ HCl giảm nhanh hơn.

Phương pháp giải:

Dựa vào khi đun nóng hỗn hợp, phản ứng sẽ xảy ra nhanh hơn

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: C

- Giải thích: Lượng sản phẩm sinh ra phụ thuộc vào lượng chất tham gia, đun nóng chỉ giúp tăng tốc độ thu được sản phẩm chứ không làm tăng lượng sản phẩm

Nhận biết 19.6

Cho phản ứng hoá học xảy ra trong pha khí sau:

N₂ + 3H₂ → 2NH₃

Phát biểu nào sau đây không đúng? Khi nhiệt độ phản ứng tăng lên,

A. tốc độ chuyển động của phân tử chất đầu (N₂, H₂) tăng lên.

B. tốc độ va chạm giữa phân tử N₂ và H₂ tăng lên.

C. số va chạm hiệu quả tăng lên.

D. tốc độ chuyển động của phân tử chất sản phẩm (NH₃) giảm.

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: D, sai ở “giảm” → sửa lại “tăng”

Nhận biết 19.7

Cho bột magnesium vào nước, phản ứng xảy ra rất chậm. Hãy nêu cách làm tăng tốc độ phản ứng trên.

Phương pháp giải:

Dựa vào sự ảnh hưởng của các yếu tố đến tốc độ phản ứng:

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

- Khi tăng nhiệt độ, tốc độ phản ứng tăng

- Khi tăng áp suất (đối với phản ứng có chất khí), tốc độ phản ứng tăng

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

- Chất xúc tác làm tăng tốc độ của phản ứng hóa học (cụ thể là làm giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng) nhưng vẫn bảo toàn về chất và lượng khi phản ứng kết thúc

Lời giải chi tiết:

- Cách làm tăng tốc độ phản ứng: Đun nóng hỗn hợp phản ứng

Nhận biết 19.8

Cho phản ứng hóa học sau:

Zn(s) + H₂SO₄(aq) → ZnSO₄(aq) + H₂(g)

Yếu tố nào sau đây không ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng?

A. Diện tích bề mặt zinc. B. Nồng độ dung dịch sulfuric acid.

C. Thể tích dung dịch sulfuric acid. D. Nhiệt độ của dung dịch sulfuric acid.

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: C vì thể tích dung dịch bao gồm cả nước và acid. Khi thể tích tăng nhưng lượng acid giữ nguyên thì tốc độ phản ứng không thay đổi

Nhận biết 19.9

Phát biểu nào sau đây là đúng về xúc tác?

A. Xúc tác giúp làm tăng năng lượng hoạt hóa của phản ứng.

B. Khối lượng xúc tác không thay đổi sau phản ứng.

C. Xúc tác không tương tác với các chất trong quá trình phản ứng.

D. Xúc tác kết hợp với sản phẩm phản ứng tạo thành hợp chất bền.

Phương pháp giải:

Dựa vào chất xúc tác làm tăng tốc độ của phản ứng hóa học (cụ thể là làm giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng) nhưng vẫn bảo toàn về chất và lượng khi phản ứng kết thúc

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: B

Nhận biết 19.10

Cho phản ứng thuỷ phân tinh bột có xúc tác là HCl. Phát biểu nào sau đây không đúng?

A. HCl không tác dụng với tinh bột trong quá trình phản ứng.

B. Nếu nồng độ HCl tăng, tốc độ phản ứng tăng.

C. Khi không có HCl, phản ứng thuỷ phân tinh bột vẫn xảy ra nhưng với tốc độ chậm.

D. Nồng độ HCl không đổi sau phản ứng.

Phương pháp giải:

Dựa vào chất xúc tác làm tăng tốc độ của phản ứng hóa học (cụ thể là làm giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng) nhưng vẫn bảo toàn về chất và lượng khi phản ứng kết thúc

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: A

- Giải thích: Chất xúc tác vẫn sẽ tác dụng với các chất tham gia trong quá trình phản ứng nhưng chất xúc tác vẫn bảo toàn về chất và lượng khi phản ứng kết thúc

Thông hiểu 19.11

Cho các phản ứng hoá học sau:

(1) FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃ + 3NaCl

(2) 3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄

(3) 4K + O₂ → 2K₂O

(4) CH₃COOH + C₂H₅OH → CH₃COOC₂H₅ + H₂O

Ở điều kiện thường, phản ứng nào xảy ra nhanh, phản ứng nào xảy ra chậm?

Lời giải chi tiết:

- Các phản ứng xảy ra nhanh:

+ (1) vì phản ứng này diễn ra trong dung dịch ở ngay điều kiện thường

+ (3) vì K là kim loại mạnh dễ phản ứng với O₂ ở điều kiện thường

- Các phản ứng xảy ra chậm:

+ (2) vì Fe là kim loại trung bình, cần thêm nhiệt độ để phản ứng với O₂ xảy ra nhanh hơn

+ (4) vì phản ứng này cần có xúc tác là H₂SO₄ đặc

Thông hiểu 19.12

Thả 1 mảnh magnesium có khối lượng 0,1 g vào dung dịch HCl loãng. Sau 5 giây thấy mảnh magnesium tan hết. Hãy tính tốc độ trung bình của phản ứng hoà tan magnesium.

Phương pháp giải:

Dựa vào biểu thức tốc độ trung bình của phản ứng:

aA + bB " cC + dD là $\bar{v} = - \frac{1}{a} . \frac{Δ C_{A}}{Δ t} = - \frac{1}{b} . \frac{Δ C_{B}}{Δ t} = \frac{1}{c} . \frac{Δ C_{C}}{Δ t} = \frac{1}{d} . \frac{Δ C_{D}}{Δ t}$

Trong đó:

+ $\bar{v}$ : tốc độ trung bình của phản ứng

+ $Δ C = C_{2} - C_{1}$ : sự biến thiên nồng độ

+ $Δ t = t_{2} - t_{1}$ : sự biến thiên thời gian

Lời giải chi tiết:

- Có phản ứng: Mg + 2HCl -> MgCl₂ + H₂

- Tốc độ trung bình của phản ứng là: $\bar{v} = - \frac{1}{1} . \frac{Δ C_{M g}}{Δ t} = - \frac{0 - 0, 1}{5} = 0, 02 (g / s)$

Thông hiểu 19.13

Trong một thí nghiệm, người ta đo được tốc độ trung bình của phản ứng của zinc (dạng bột) với dung dịch H₂SO₄ loãng là 0,005 mol/s.

Nếu ban đầu cho 0,4 mol zinc (dạng bột) vào dung dịch H₂SO₄ ở trên thì sau bao lâu còn lại 0,05 mol zinc.

Phương pháp giải:

Dựa vào biểu thức tốc độ trung bình của phản ứng:

aA + bB " cC + dD là $\bar{v} = - \frac{1}{a} . \frac{Δ C_{A}}{Δ t} = - \frac{1}{b} . \frac{Δ C_{B}}{Δ t} = \frac{1}{c} . \frac{Δ C_{C}}{Δ t} = \frac{1}{d} . \frac{Δ C_{D}}{Δ t}$

Trong đó:

+ $\bar{v}$ : tốc độ trung bình của phản ứng

+ $Δ C = C_{2} - C_{1}$ : sự biến thiên nồng độ

+ $Δ t = t_{2} - t_{1}$ : sự biến thiên thời gian

Lời giải chi tiết:

- Có phản ứng: Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂

- Tốc độ trung bình của phản ứng là: $\bar{v} = - \frac{1}{1} . \frac{Δ C_{Z n}}{Δ t} = - \frac{0, 05 - 0, 4}{Δ t} = 0, 005 (g / s)$

→ $Δ t = - \frac{0, 05 - 0, 4}{0, 005} = 70 (s)$

Thông hiểu 19.14

Xét phản ứng: 3O₂ → 2O₃.

Nồng độ ban đầu của oxygen là 0,024 M. Sau 5 giây nồng độ của oxygen còn lại là 0,02 M. Tính tốc độ trung bình của phản ứng trong khoảng thời gian trên.

Phương pháp giải:

Dựa vào biểu thức tốc độ trung bình của phản ứng:

aA + bB → cC + dD là $\bar{v} = - \frac{1}{a} . \frac{Δ C_{A}}{Δ t} = - \frac{1}{b} . \frac{Δ C_{B}}{Δ t} = \frac{1}{c} . \frac{Δ C_{C}}{Δ t} = \frac{1}{d} . \frac{Δ C_{D}}{Δ t}$

Trong đó:

+ $\bar{v}$ : tốc độ trung bình của phản ứng

+ $Δ C = C_{2} - C_{1}$ : sự biến thiên nồng độ

+ $Δ t = t_{2} - t_{1}$ : sự biến thiên thời gian

Lời giải chi tiết:

- Có phản ứng: 3O₂ → 2O₃

- Tốc độ trung bình của phản ứng là: $\bar{v} = - \frac{1}{3} . \frac{Δ C_{O_{2}}}{Δ t} = - \frac{0, 02 - 0, 024}{5} = 2, {67.10}^{- 4} (m o l / L . s)$

Thông hiểu 19.15

Cho các phản ứng hoá học sau:

a) CH₃COOC₂H₅(l) + H₂O(l) → CH₃COOH(l) + C₂H₅OH(l)

b) Zn(s) + H₂SO₄(aq) → ZnSO₄(aq) + H₂(g)

c) H₂C₂O₄(aq) + 2KMnO₄(aq) + 8H₂SO₄(aq) → 10CO₂(g) + 2MnSO₄(aq) + 8H₂O(l)

Tốc độ các phản ứng trên sẽ thay đổi thể nào nếu ta thêm nước vào bình phản ứng?

Phương pháp giải:

Dựa vào sự ảnh hưởng của các yếu tố đến tốc độ phản ứng:

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

- Khi tăng nhiệt độ, tốc độ phản ứng tăng

- Khi tăng áp suất (đối với phản ứng có chất khí), tốc độ phản ứng tăng

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

- Chất xúc tác làm tăng tốc độ của phản ứng hóa học (cụ thể là làm giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng) nhưng vẫn bảo toàn về chất và lượng khi phản ứng kết thúc

Lời giải chi tiết:

a) Tốc độ phản ứng tăng do nồng độ nước tăng

b) Tốc độ phản ứng giảm vì nước làm loãng nồng độ H₂SO₄

c) Tốc độ phản ứng giảm vì nước làm loãng nồng độ các chất tham gia phản ứng

Thông hiểu 19.16

Thực hiện hai thí nghiệm của cùng một lượng CaCO₃ với dung dịch HCl (dư) có nồng độ khác nhau. Thể tích khí CO₂ thoát ra theo thời gian được ghi lại trên đồ thị sau:

Phản ứng nào đã dùng HCl với nồng độ cao hơn?

Lời giải chi tiết:

- Phản ứng (1) đã dùng HCl với nồng độ cao hơn vì thể tích khí CO₂ thoát ra nhiều hơn trong cùng một khoảng thời gian so với phản ứng (2)

Thông hiểu 19.17

Cho phân ứng hóa học sau:

H₂O₂ → H₂O + O₂

Biết rằng tốc độ của phản ứng này tuân theo biểu thức của định luật tác dụng khối lượng.

a) Hãy viết biểu thực tốc độ phản ứng.

b) Tốc độ phản ứng tức thời tăng dần hay giảm dần theo thời gian.

Phương pháp giải:

Dựa vào biểu thức tốc độ tức thời của phản ứng

aA + bB → cC + dD là $v = k . C_{A}^{a} . C_{B}^{b}$

Lời giải chi tiết:

a) Biểu thức tốc độ phản ứng: $v = k . C_{H_{2} O_{2}}^{}$

b) Theo thời gian, nồng độ H₂O₂ giảm dần → tốc độ phản ứng giảm dần

Thông hiểu 19.18

Cách nào sau đây sẽ làm củ khoai tây chín nhanh nhất?

A. Luộc trong nước sôi.

B. Hấp cách thuỷ trong nồi cơm.

C. Nướng ở 180 °C.

D. Hấp trên nồi hơi.

Phương pháp giải:

Dựa vào nhiệt độ càng cao thì củ khoai tây chín càng nhanh

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: C

Thông hiểu 19.19

Các nhà khảo cổ thường tìm được xác các loài động thực vật thời tiền sử nguyên vẹn trong băng. Hãy giải thích tại sao băng lại giúp bảo quản xác động thực vật.

Phương pháp giải:

Dựa vào sự ảnh hưởng của các yếu tố đến tốc độ phản ứng:

- Khi tăng nhiệt độ, tốc độ phản ứng tăng

Lời giải chi tiết:

- Ở nhiệt độ thấp, tốc độ của phản ứng giảm " xác các loài động thực vật thời tiền sử nguyên vẹn trong băng

Thông hiểu 19.20

NOCl là chất khí độc, sinh ra do sự phân huỷ nước cường toan (hỗn hợp HNO₃ và HCl có tỉ lệ mol 1 : 3). NOCl có tính oxi hoá mạnh, ở nhiệt độ cao bị phân huỷ theo phản ứng hoá học sau:

2NOCl →2NO + Cl₂

Tốc độ phản ứng ở 70 °C là 2.10^-7 mol/(L.s) và ở 80 °C là 4,5.10^-7 mol/(L.s). a) Tính hệ số nhiệt độ γ của phản ứng.

b) Dự đoán tốc độ phản ứng ở 60 °C.

Phương pháp giải:

Dựa vào biểu thức tính hệ số nhiệt độ γ của phản ứng

$γ = \frac{V_{T + 10}}{V_{T}}$

Trong đó:

+ V_T là tốc độ phản ứng tại nhiệt độ T

+ V_{T + 10} là tốc độ phản ứng tại nhiệt độ T + 10

Lời giải chi tiết:

a) Hệ số nhiệt độ γ của phản ứng là $γ = \frac{V_{80}}{V_{70}} = \frac{4, {5.10}^{- 7}}{{2.10}^{- 7}} = 2, 25$

b) Tốc độ phản ứng ở 60 ^oC là $V_{60} = \frac{V_{70}}{γ} = \frac{{2.10}^{- 7}}{2, 25} = 8, {889.10}^{- 8} (m o l / L . s)$

Thông hiểu 19.21

Khi thắng đường để làm caramen hoặc nước hàng, ta thường dùng đường kính chứ không dùng đường phèn. Giải thích.

Phương pháp giải:

Dựa vào sự ảnh hưởng của các yếu tố đến tốc độ phản ứng:

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

Lời giải chi tiết:

- Đường kính có kích thước hạt nhỏ hơn đường phèn → diện tích tiếp xúc lớn hơn → Phản ứng xảy ra nhanh hơn

Thông hiểu 19.22

Khi dùng MnO₂ làm xúc tác trong phản ứng phân huỷ H₂O₂, tại sao ta cần dùng MnO₂ ở dạng bột chứ không dùng ở dạng viên.

Phương pháp giải:

Dựa vào sự ảnh hưởng của các yếu tố đến tốc độ phản ứng:

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

Lời giải chi tiết:

- MnO₂ở dạng bột có kích thước nhỏ hơn MnO₂ở dạng viên → diện tích tiếp xúc lớn hơn → Phản ứng xảy ra nhanh hơn

Thông hiểu 19.23

Trong công nghiệp, vôi sống được sản xuất bằng cách nung đá vôi. Phản ứng hoá học xảy ra như sau:

CaCO₃ → CaO + CO₂

Khi nung, đá vôi cần phải được đập nhỏ nhưng không nên nghiền mịn đá vôi thành bột. Giải thích.

Phương pháp giải:

Dựa vào sự ảnh hưởng của các yếu tố đến tốc độ phản ứng:

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

Lời giải chi tiết:

- CaO ở dạng bột có kích thước nhỏ hơn CaO ở dạng viên → diện tích tiếp xúc lớn hơn → Phản ứng xảy ra nhanh hơn

Vận dụng 19.24

Trong quá trình tổng hợp nitric acid, có giai đoạn đốt cháy NH₃ bằng O₂ có xúc tác. Phản ứng xảy ra trong pha khí như sau:

4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O

Trong một thí nghiệm, cho vào bình phản ứng (bình kín) 560 mL khí NH₃ và 672 mL khí O₂ (có xúc tác, các thể tích khí đo ở đktc). Sau khi thực hiện phản ứng 2,5 giờ, thấy có 0,432 g nước tạo thành.

a) Viết biểu thức tính tốc độ trung bình của phản ứng theo các chất tham gia và chất tạo thành trong phản ứng.

b) Tính tốc độ trung bình của phản ứng theo đơn vị mol/h.

c) Tính số mol NH₃ và O₂ sau 2,5 giờ.

Phương pháp giải:

Dựa vào biểu thức tốc độ trung bình của phản ứng:

aA + bB → cC + dD là $\bar{v} = - \frac{1}{a} . \frac{Δ C_{A}}{Δ t} = - \frac{1}{b} . \frac{Δ C_{B}}{Δ t} = \frac{1}{c} . \frac{Δ C_{C}}{Δ t} = \frac{1}{d} . \frac{Δ C_{D}}{Δ t}$

Lời giải chi tiết:

a) - Có phản ứng: 4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O

→ Tốc độ phản ứng trung bình là: $\bar{v} = - \frac{1}{4} . \frac{Δ C_{N H_{3}}}{Δ t} = - \frac{1}{5} . \frac{Δ C_{O_{2}}}{Δ t} = \frac{1}{4} . \frac{Δ C_{N O}}{Δ t} = \frac{1}{6} . \frac{Δ C_{H_{2} O}}{Δ t}$

b) Trong bình kín, tỉ lệ về nồng độ chính là tỉ lệ về số mol.

→ Tốc độ phản ứng trung bình là: $\bar{v} = - \frac{1}{4} . \frac{Δ n_{N H_{3}}}{Δ t} = - \frac{1}{5} . \frac{Δ n_{O_{2}}}{Δ t} = \frac{1}{4} . \frac{Δ n_{N O}}{Δ t} = \frac{1}{6} . \frac{Δ n_{H_{2} O}}{Δ t}$

- Có $n_{H_{2} O} = \frac{0, 432}{18} = 0, 024$ mol

→ Tốc độ phản ứng trung bình là: $\bar{v} = \frac{1}{6} . \frac{0, 024 - 0}{2, 5} = 1, {6.10}^{- 3} (m o l / h)$

c) - Có $n_{N H_{3}} = \frac{0, 56}{22, 4} = 0, 025$ mol và $n_{O_{2}} = \frac{0, 672}{22, 4} = 0, 03$ mol

- Có $\bar{v} = - \frac{1}{4} . \frac{Δ n_{N H_{3}}}{Δ t} = - \frac{1}{4} . \frac{n_{N H_{3} s a u} - 0, 025}{2, 5} = 1, {6.10}^{- 3} (m o l / h)$ " $n_{N H_{3} s a u} = {9.10}^{- 3}$ mol

- Có $\bar{v} = - \frac{1}{5} . \frac{Δ n_{O_{2}}}{Δ t} = - \frac{1}{5} . \frac{n_{O_{2} s a u} - 0, 03}{2, 5} = 1, {6.10}^{- 3} (m o l / h)$ " $n_{O_{2} s a u} = 0, 01$ mol

Vận dụng 19.25

Thực hiện phản ứng sau: CaCO₃ + 2HCl → CaCl + CO₂# + H₂O

Theo dõi thể tích CO₂ thoát ra theo thời gian, thu được đồ thị như sau (thể tích khí được đo ở áp suất khí quyển và nhiệt độ phòng).

Trong các phát biểu sau, phát biểu nào không đúng?

A. Ở thời điểm 90 giây, tốc độ phản ứng bằng 0.

B. Tốc độ phản ứng giảm dần theo thời gian.

C. Tốc độ trung bình của phản ứng trong khoảng thời gian từ thời điểm đầu đến 75 giây là 0,33 mL/s.

D. Tốc độ trung bình của phản ứng trong các khoảng thời gian 15 giây là như nhau.

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: D

- Giải thích:

+ A. Phản ứng đã kết thúc ở giây thứ 75 → Sau giây thứ 75 thì tốc độ phản ứng = 9

+ B. Tốc độ phản ứng giảm dần theo thời gian do nồng độ chất tham gia giảm dần theo thời gian

+ C. Dựa vào phản ứng: CaCO₃ + 2HCl → CaCl + CO₂# + H₂O

-> $\bar{v} = \frac{1}{1} . \frac{Δ n_{C O_{2}}}{Δ t} = \frac{1}{1} . \frac{25}{75} = 0, 33 (m L / s)$

+ D. Tốc độ trung bình của phản ứng trong các khoảng thời gian 15 giây là khác nhau

Vận dụng 19.26

Thực hiện phản ứng sau:

H₂SO₄ + Na₂S₂O₃ →Na₂SO₄ + SO₂ + S + H₂O

Theo dõi thể tích SO₂ thoát ra theo thời gian, ta có bảng sau (thể tích khí được đo ở áp suất khí quyển và nhiệt độ phòng).

Thời gian (s)	0	10	20	30	40	50	60	70
Thể tích SO₂ (mL)	0,0	12,5	20,0	26,5	31,0	32,5	33	33

a) Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc thể tích khí SO₂ vào thời gian phản ứng.

b) Thời điểm đầu, tốc độ phản ứng nhanh hay chậm?

c) Thời điểm kết thúc phản ứng, đồ thị có hình dạng như thế nào?

d) Tính tốc độ trung bình của phản ứng trong khoảng từ 0 - 10 giây, từ 10 - 20 giây, từ 20 - 40 giây.

Phương pháp giải:

Dựa vào biểu thức tốc độ trung bình của phản ứng:

aA + bB -> cC + dD là $\bar{v} = - \frac{1}{a} . \frac{Δ C_{A}}{Δ t} = - \frac{1}{b} . \frac{Δ C_{B}}{Δ t} = \frac{1}{c} . \frac{Δ C_{C}}{Δ t} = \frac{1}{d} . \frac{Δ C_{D}}{Δ t}$

Lời giải chi tiết:

a)

b) Thời điểm khởi đầu, tốc độ phản ứng diễn ra nhanh do lượng chất tham gia còn nhiều

c) Thời điểm kết thúc phản ứng, đồ thị có dạng gần như là đường nằm ngang

d) Có $\bar{v} = \frac{1}{1} . \frac{Δ V_{S O_{2}}}{Δ t}$

- Từ 0 - 10 giây có $\bar{v} = \frac{1}{1} . \frac{(12, 5 - 0, 0)}{(10 - 0)} = 1, 25 (m L / s)$

- Từ 10 - 20 giây có $\bar{v} = \frac{1}{1} . \frac{(20, 0 - 12, 5)}{(20 - 10)} = 0, 75 (m L / s)$

- Từ 20 - 40 giây $\bar{v} = \frac{1}{1} . \frac{(31, 0 - 20, 0)}{(40 - 20)} = 0, 55 (m L / s)$

Vận dụng 19.27

Đề bài: Xét phản ứng sau:

2ClO₂ + 2NaOH → NaClO₃ + NaClO₂ + H₂O

Tốc độ phản ứng được viết như sau: $v = k . C_{C l O_{2}}^{x} . C_{N a O H}^{y}$

Thực hiện phản ứng với những nồng độ chất đầu khác nhau và đo tốc độ phản ứng tương ứng thu được kết quả trong bảng sau:

STT	Nồng độ ClO₂ (M)	Nồng độ NaOH (M)	Tốc độ phản ứng (mol/(L.s))
1	0,01	0,01	2.10^-4
2	0,02	0,01	8.10^-4
3	0,01	0,02	4.10^-4

Hãy tính x và y trong biểu thức tốc độ phản ứng.

Phương pháp giải:

Thay số liệu vào biểu thức tốc độ phản ứng

Lời giải chi tiết:

- Dựa vào bảng số liệu ta có các phương trình sau:

+ $k .0, 01^{x} .0, 01^{y} = {2.10}^{- 4}$

+ $k .0, 02^{x} .0, 01^{y} = {8.10}^{- 4}$

+ $k .0, 01^{x} .0, 02^{y} = {4.10}^{- 4}$

→ Giải hệ ba phương trình ba ẩn ta có: x = 2 và y = 1

Vận dụng 19.28

Hãy đề xuất một phương pháp thực nghiệm để nghiên cứu tốc độ các phản ứng sau đây. Trong đó chỉ rõ: đại lượng nào em sẽ đo; đồ thị theo dõi sự thay đổi của đại lượng đó theo thời gian có dạng thế nào.

a) Phản ứng xảy ra trong dung dịch:

CH₃CH₂Br + H₂O → CH₃CH₂OH + HBr

b) Phản ứng xảy ra trong pha khí:

2NO + Cl₂ → 2NOCl

Lời giải chi tiết:

a) - Đại lượng đo: nồng độ HBr thay đổi theo thời gian

- Đồ thị có dạng:

b) - Đại lượng đo: tổng áp suất thay đổi theo thời gian

- Đồ thị có dạng:

Vận dụng 19.29

Thực hiện phản ứng 2ICl + H₂ → I₂ + 2HCl

Nồng độ đầu của ICl và H₂ được lấy đúng theo tỉ lệ hợp thức. Nghiên cứu sự thay đổi nồng độ các chất tham gia và chất tạo thành trong phản ứng theo thời gian, thu được đồ thị sau:

Cho biết các đường (a), (b), (c), (d) tương ứng với sự biến đổi nồng độ các chất nào trong phương trình phản ứng trên. Giải thích.

Phương pháp giải:

Dựa vào độ cong và hướng của các đường thẳng để kết luận

- Đường cong đi lên → Chất sản phẩm

- Đường cong đi xuống → Chất tham gia

Lời giải chi tiết:

- Đường (a): nồng độ HCl (Vì lượng HCl tạo ra gấp đôi lượng I₂)

- Đường (b): nồng độ I₂

- Đường (c): nồng độ ICl (Vì lượng ICl phản ứng gấp đôi lượng H₂)

- Đường (d): nồng độ H₂

Vận dụng 19.30

Phosgen (COCl₂) là một chất độc hoá học được sử dụng trong chiến tranh thế giới thứ nhất.

Phản ứng tổng hợp phosgen như sau: CO + Cl₂ → COCl₂.

Biểu thức tốc độ phản ứng có dạng: $v = k . C_{C O}^{} . C_{C l_{2}}^{3 / 2}$

Tốc độ phản ứng thay đổi như nào nếu:

a) Tăng nồng độ CO lên 2 lần.

b) Giảm nồng độ Cl₂ xuống 4 lần.

Phương pháp giải:

Dựa vào biểu thức tốc độ tức thời của phản ứng

aA + bB → cC + dD là $v = k . C_{A}^{a} . C_{B}^{b}$

Lời giải chi tiết:

a) - Dựa theo biểu thức tốc độ tức thời ta có: $v = k . C_{C O}^{} . C_{C l_{2}}^{3 / 2}$

- Khi nồng độ CO tăng 2 lần ta có: $v^{'} = k . (2. C_{C O}^{})^{1} . C_{C l_{2}}^{3 / 2}$ " $v^{'} = 2 v$

→ Tốc độ phản ứng tăng 2 lần

b) - Dựa theo biểu thức tốc độ tức thời ta có: $v = k . C_{C O}^{} . C_{C l_{2}}^{3 / 2}$

- Khi nồng độ CO tăng 2 lần ta có: $v^{'} = k . C_{C O}^{} . (\frac{1}{4} . C_{C l_{2}}^{})^{3 / 2}$ " $v^{'} = \frac{1}{8} v$

→ Tốc độ phản ứng giảm 8 lần

Vận dụng 19.31

Cho phản ứng hoá học sau:

Zn(s) + H₂SO₄(aq) → ZnSO₄(aq) + H₂(g)

a) Ở nhiệt độ phòng, đo được sau 1 phút có 7,5 mL khí hydrogen thoát ra. Tính tốc độ trung bình của phản ứng theo hydrogen.

b) Ở nhiệt độ thấp, tốc độ phản ứng là 3 mL/min. Hãy tính xem sau bao lâu thì thu được 7,5 mL khí hydrogen.

Phương pháp giải:

ựa vào biểu thức tốc độ trung bình của phản ứng:

aA + bB → cC + dD là \(\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}}}{{\

Lời giải chi tiết:

- Xét phản ứng: Zn(s) + H₂SO₄(aq) → ZnSO₄(aq) + H₂(g)

→ Tốc độ phản ứng trung bình là: $\bar{v} = \frac{1}{1} . \frac{Δ C_{H_{2}}}{Δ t} = \frac{7, 5}{1} = 7, 5 (m L / min)$

b) - Thời gian để thu được 7,5 mL hydrogen là: $Δ t = \frac{Δ C_{H_{2}}}{\bar{v}} = \frac{7, 5}{3} = 2, 5 (min)$

Vận dụng 19.32

Khi nhiệt độ phòng là 25 °C, cho 10 g đá vôi (dạng viên) vào cốc đựng 100 g dung dịch HCl loãng và nhanh chóng cho lên một cân điện tử. Đọc giá trị khối lượng cốc tại thời điểm ban đầu và sau 1 phút.

Lặp lại thí nghiệm khi nhiệt độ phòng là 35 °C. Kết quả thí nghiệm được ghi trong bảng sau:

STT	Nhiệt độ (^oC)	Khối lượng cốc (g)
STT	Nhiệt độ (^oC)	Thời điểm đầu	Sau 1 phút
1	25	235,40	235,13
2	35	235,78	235,21

a) Tính hệ số nhiệt độ của phản ứng.

b) Giả sử ban đầu cốc chứa dung dịch HCl và đá vôi có khối lượng 235,40 g. Thực hiện thí nghiệm ở 45 °C. Hỏi sau 1 phút, khối lượng cốc là bao nhiêu (Bỏ qua khối lượng nước bay hơi).

Phương pháp giải:

Dựa vào biểu thức tính hệ số nhiệt độ γ của phản ứng

$γ = \frac{V_{T + 10}}{V_{T}}$

Trong đó:

+ V_T là tốc độ phản ứng tại nhiệt độ T

+ V_{T + 10} là tốc độ phản ứng tại nhiệt độ T + 10

Lời giải chi tiết:

a) Xét phương trình: CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O

x → x → x (mol)

- Tại thời điểm 25 ^oC

+ Có khối lượng cốc giảm = $m_{C O_{2}}$ = 44x = 235,40 - 235,13

→ x = $6, {14.10}^{- 3}$ mol " $m_{C a C O_{3} p u} = 6, {14.10}^{- 3} .100 = 0, 614$ gam

+ Tốc độ phản ứng ở 25 ^oC là $\bar{v} = - \frac{1}{1} . \frac{Δ m_{C a C O_{3}}}{Δ t} = \frac{0, 614}{1} = 0, 614$ (g/min)

- Tại thời điểm 35 ^oC

+ Có khối lượng cốc giảm = $m_{C O_{2}}$ = 44x = 235,78 - 235,21

→ x = $0, 013$ mol -> $m_{C a C O_{3} p u} = 0, 013.100 = 1, 3$ gam

+ Tốc độ phản ứng ở 35 ^oC là $\bar{v} = - \frac{1}{1} . \frac{Δ m_{C a C O_{3}}}{Δ t} = \frac{1, 3}{1} = 1, 3$ (g/min)

- Hệ số nhiệt độ của phản ứng là $γ = \frac{V_{35}}{V_{25}} = \frac{1, 3}{0, 614} = 2, 12$

b) - Hệ số nhiệt độ của phản ứng là $γ = \frac{V_{45}}{V_{35}} = \frac{V_{45}}{1, 3} = 2, 12$ -> $V_{45} = 2, 12.1, 3 = 2, 756$ (g/min)

→ $m_{C a C O_{3} p u} = 2, 756$ gam -> x = $0, 02756$ mol

→ Khối lượng cốc giảm = $m_{C O_{2}}$ = 44.0,02756 = 1,21 gam

→ Khối lượng cốc sau 1 phút = 235,40 - 1,21 = 234,19 (gam)

Vận dụng 19.33

Có hai miếng iron có kích thước giống hệt nhau, một miếng là khối iron đặc (A), một miếng có nhiều lỗ nhỏ li ti bên trong và trên bề mặt (B). Thả hai miếng iron vào hai cốc đựng dung dịch HCl cùng thể tích và nồng độ, theo dõi thể tích khí hydrogen thoát ra theo thời gian. Vẽ đồ thị thể tích khi theo thời gian, thu được hai đô thị sau:

Cho biết đồ thị nào mô tả tốc độ thoát khi từ miếng sắt A, miếng sắt B. Giải thích.

Phương pháp giải:

Dựa vào sự ảnh hưởng của các yếu tố đến tốc độ phản ứng:

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

Lời giải chi tiết:

- Đồ thị (2) mô tả tốc độ thoát khí từ miếng sắt B vì thể tích khí thoát ra nhiều hơn trong cùng một khoảng thời gian so với đồ thị (1)

- Giải thích: Miếng sắt B có diện tích tiếp xúc lớn hơn -> Tốc độ thoát khí cao hơn

Vận dụng 19.34

Xúc tác có hiệu quả cao là xúc tác làm tăng nhanh tốc độ phản ứng. Hai chất MnO₂ và Fe₂O₃ đều có khả năng xúc tác cho phản ứng phân huỷ H₂O₂. Đo nồng độ H₂O₂ theo thời gian, thu được đồ thị sau:

Cho biết xúc tác nào có hiệu quả hơn. Giải thích.

Phương pháp giải:

Dựa vào sự ảnh hưởng của các yếu tố đến tốc độ phản ứng:

- Chất xúc tác làm tăng tốc độ của phản ứng hóa học (cụ thể là làm giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng) nhưng vẫn bảo toàn về chất và lượng khi phản ứng kết thúc

Lời giải chi tiết:

- Dựa vào đồ thị ta thấy, chất xúc tác MnO₂ trong cùng 1 khoảng thời gian khiến cho nồng độ H₂O₂ giảm xuống nhiều hơn so với chất xúc tác Fe₂O₃ → Phản ứng diễn ra nhanh hơn → MnO₂ là chất xúc tác hiệu quả hơn

Vận dụng 19.35

Khí oxygen và hydrogen có thể cùng tồn tại trong một bình kín ở điều kiện bình thường mà không nguy hiểm. Nhưng khi có tia lửa điện hoặc một ít bột kim loại được thêm vào bình thì lập tức có phản ứng mãnh liệt xảy ra và có thể gây nổ.

a) Tia lửa điện có phải chất xúc tác không? Giải thích.

b) Bột kim loại có phải chất xúc tác không? Giải thích.

Phương pháp giải:

Dựa vào sự ảnh hưởng của các yếu tố đến tốc độ phản ứng:

- Chất xúc tác làm tăng tốc độ của phản ứng hóa học (cụ thể là làm giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng) nhưng vẫn bảo toàn về chất và lượng khi phản ứng kết thúc

Lời giải chi tiết:

a) Tia lửa điện không phải chất xúc tác vì chỉ cung cấp năng lượng để H₂ và O₂ có năng lượng cao hơn mức năng lượng hoạt hóa → phản ứng xảy ra (không làm giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng)

b) Bột kim loại là chất xúc tác vì giúp làm giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng → phản ứng xảy ra