Chọn đến phần học sinh cần nhanh chóng thông qua mục lục bằng cách click đến phần đó
I. Hệ thống hoá kiến thức
Hệ thống hoá kiến thức trang 101
Đề bài: Hoàn thành các nội dung còn thiếu sau đây.
Lời giải:
1) Tốc độ phản ứng:
Xét phản ứng hoá học dạng tổng quát: $aA + bB \longrightarrow cC + dD$.
• Biểu thức tốc độ trung bình của phản ứng:
$$v_{tb} = -\dfrac{1}{a} \cdot \dfrac{\Delta C_A}{\Delta t} = -\dfrac{1}{b} \cdot \dfrac{\Delta C_B}{\Delta t} = \dfrac{1}{c} \cdot \dfrac{\Delta C_C}{\Delta t} = \dfrac{1}{d} \cdot \dfrac{\Delta C_D}{\Delta t}$$
• Nếu phản ứng trên là phản ứng đơn giản, biểu thức tốc độ phản ứng theo hằng số tốc độ:
$$v = k \cdot C_A^a \cdot C_B^b$$
2) Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng:
- Bốn yếu tố làm tăng số va chạm hiệu quả → khi tăng các yếu tố này, tốc độ phản ứng tăng:
- Nồng độ
- Áp suất (đối với phản ứng có chất khí tham gia)
- Nhiệt độ
- Diện tích bề mặt tiếp xúc
- Một yếu tố làm giảm năng lượng hoạt hoá → khi có chất này, tốc độ phản ứng tăng:
- Chất xúc tác
II. Luyện tập
Câu 1 trang 102
Đề bài: Hãy cho biết trong các phản ứng sau, phản ứng nào có tốc độ nhanh, phản ứng nào có tốc độ chậm?
(a) Đốt cháy nhiên liệu.
(b) Sắt bị gỉ.
(c) Trung hoà acid – base.
Lời giải:
- (a) Đốt cháy nhiên liệu: xảy ra nhanh (toả nhiệt mạnh, có ngọn lửa).
- (b) Sắt bị gỉ: xảy ra chậm (mất nhiều ngày, nhiều tháng để thấy sắt gỉ).
- (c) Trung hoà acid – base: xảy ra nhanh (gần như tức thời khi trộn dung dịch).
Câu 2 trang 102
Đề bài: Cho khoảng 2 g zinc (kẽm) dạng hạt vào một cốc đựng dung dịch $\text{H}_2\text{SO}_4$ 2 M (dư) ở nhiệt độ phòng. Nếu chỉ biến đổi một trong các điều kiện sau đây (các điều kiện khác giữ nguyên) thì tốc độ phản ứng sẽ thay đổi thế nào (tăng lên, giảm xuống hay không đổi)?
(a) Thay kẽm hạt bằng kẽm bột cùng khối lượng và khuấy đều.
(b) Thay dung dịch $\text{H}_2\text{SO}_4$ 2 M bằng dung dịch $\text{H}_2\text{SO}_4$ 1 M có cùng thể tích.
(c) Thực hiện phản ứng ở nhiệt độ cao hơn (khoảng 50°C).
Lời giải:
(a) Thay kẽm hạt bằng kẽm bột (cùng khối lượng):
→ Diện tích bề mặt tiếp xúc giữa kẽm và dung dịch $\text{H}_2\text{SO}_4$ tăng lên.
→ Tốc độ phản ứng tăng lên.
(b) Thay dung dịch $\text{H}_2\text{SO}_4$ 2 M bằng 1 M:
→ Nồng độ $\text{H}_2\text{SO}_4$ giảm.
→ Tốc độ phản ứng giảm xuống.
(c) Thực hiện phản ứng ở 50°C (cao hơn nhiệt độ phòng):
→ Nhiệt độ tăng, các hạt chuyển động nhanh hơn, số va chạm hiệu quả tăng.
→ Tốc độ phản ứng tăng lên.
Câu 3 trang 102
Đề bài: Hydrogen peroxide phân huỷ theo phản ứng: $2\text{H}_2\text{O}_2 \longrightarrow 2\text{H}_2\text{O} + \text{O}_2$.
Đo thể tích oxygen thu được theo thời gian, kết quả được ghi trong bảng sau:
| Thời gian (min) | 0 | 15 | 30 | 45 | 60 |
|---|---|---|---|---|---|
| Thể tích khí oxygen (cm³) | 0 | 16 | 30 | 40 | 48 |
a) Vẽ đồ thị mô tả sự phụ thuộc của thể tích khí oxygen theo thời gian.
b) Tính tốc độ trung bình của phản ứng (theo cm³/min) trong các khoảng thời gian:
– Từ 0 ÷ 15 phút;
– Từ 15 ÷ 30 phút;
– Từ 30 ÷ 45 phút;
– Từ 45 ÷ 60 phút.
Nhận xét sự thay đổi tốc độ trung bình theo thời gian.
Lời giải:
a) Vẽ đồ thị:
b) Tính tốc độ trung bình:
Áp dụng công thức:
$$v_{tb} = \dfrac{\Delta V_{O_2}}{\Delta t}$$
• Từ 0 đến 15 phút:
$$v_{tb} = \dfrac{16 – 0}{15 – 0} = \dfrac{16}{15} \approx 1{,}067 ; \text{cm}^3/\text{min}$$
• Từ 15 đến 30 phút:
$$v_{tb} = \dfrac{30 – 16}{30 – 15} = \dfrac{14}{15} \approx 0{,}933 ; \text{cm}^3/\text{min}$$
• Từ 30 đến 45 phút:
$$v_{tb} = \dfrac{40 – 30}{45 – 30} = \dfrac{10}{15} \approx 0{,}667 ; \text{cm}^3/\text{min}$$
• Từ 45 đến 60 phút:
$$v_{tb} = \dfrac{48 – 40}{60 – 45} = \dfrac{8}{15} \approx 0{,}533 ; \text{cm}^3/\text{min}$$
Nhận xét: Tốc độ trung bình của phản ứng giảm dần theo thời gian (1,067 → 0,933 → 0,667 → 0,533 cm³/min). Nguyên nhân là do nồng độ $\text{H}_2\text{O}_2$ giảm dần khi phản ứng xảy ra.
Câu 4 trang 102
Đề bài: Hãy thiết kế một thí nghiệm để chứng minh ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng của zinc và sulfuric acid loãng.
Lời giải:
Phương trình phản ứng:
$$\text{Zn} + \text{H}_2\text{SO}_4 \longrightarrow \text{ZnSO}_4 + \text{H}_2 \uparrow$$
Chuẩn bị: 2 ống nghiệm, kẽm hạt, dung dịch $\text{H}_2\text{SO}_4$ loãng, đèn cồn, kẹp gỗ.
Tiến hành:
- Bước 1: Cho vào mỗi ống nghiệm cùng một lượng kẽm hạt (kích thước hạt như nhau).
- Bước 2: Rót vào mỗi ống cùng thể tích dung dịch $\text{H}_2\text{SO}_4$ loãng có cùng nồng độ.
- Bước 3: Để ống (1) ở nhiệt độ phòng, đun nóng nhẹ ống (2) trên đèn cồn.
- Bước 4: Quan sát tốc độ thoát khí $\text{H}_2$ ở hai ống.
Dự đoán hiện tượng: Ống (2) — được đun nóng — có tốc độ thoát khí $\text{H}_2$ nhanh hơn ống (1).
Kết luận: Khi nhiệt độ tăng thì tốc độ phản ứng tăng.
Lưu ý: Hai ống chỉ khác nhau ở yếu tố nhiệt độ, các yếu tố còn lại (lượng kẽm, kích thước hạt, nồng độ, thể tích acid) phải giữ giống nhau để đảm bảo kết quả thí nghiệm chính xác.
Câu 5 trang 102
Đề bài: Một phản ứng ở 45°C có tốc độ là 0,068 mol/(L·min). Hỏi phải giảm xuống nhiệt độ bao nhiêu để tốc độ phản ứng là 0,017 mol/(L·min)? Giả sử trong khoảng nhiệt độ thí nghiệm, hệ số nhiệt độ Van’t Hoff của phản ứng bằng 2.
Lời giải:
Bước 1: Tính tỉ lệ tốc độ phản ứng giữa hai nhiệt độ:
$$\dfrac{v_{45}}{v_T} = \dfrac{0{,}068}{0{,}017} = 4$$
Bước 2: Áp dụng công thức hệ số nhiệt độ Van’t Hoff.
Khi nhiệt độ giảm đi mỗi 10°C thì tốc độ phản ứng giảm đi γ lần. Gọi nhiệt độ cần tìm là T (°C). Khi nhiệt độ giảm từ 45°C xuống T (°C), tức là giảm đi (45 − T) °C, ta có:
$$\dfrac{v_{45}}{v_T} = \gamma^{\frac{45 – T}{10}}$$
Bước 3: Thay số và giải.
$$4 = 2^{\frac{45 – T}{10}}$$
Mà $4 = 2^2$ nên:
$$\dfrac{45 – T}{10} = 2 \Rightarrow 45 – T = 20 \Rightarrow T = 25 ; °\text{C}$$
Kết luận: Phải giảm nhiệt độ xuống 25°C để tốc độ phản ứng đạt 0,017 mol/(L·min).
ThS. Lê Thị Mai Nhi
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Hoá Học THPT
Trình độ: Thạc sĩ Hóa học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ STEM, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 10+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Chuyên Nguyễn Huệ