I. Lý thuyết trọng tâm

1. Khái niệm tốc độ phản ứng hóa học

Khi phản ứng hóa học diễn ra, lượng chất đầu giảm dần và lượng chất sản phẩm tăng dần 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. Lượng chất có thể biểu diễn bằng nồng độ mol, số mol, khối lượng, hoặc thể tích. Đơn vị thời gian có thể là giây (s), phút (min), giờ (h), ngày (d)…

Các phản ứng khác nhau xảy ra với tốc độ rất khác nhau: đốt cháy than xảy ra nhanh, trong khi sắt bị gỉ hay tinh bột lên men rượu xảy ra rất chậm.

Lưu ý: Tốc độ phản ứng luôn có giá trị dương. Khi tính theo chất đầu (nồng độ giảm), cần đặt dấu “$-$” phía trước để kết quả dương. Khi tính theo sản phẩm (nồng độ tăng), kết quả đã dương sẵn.

2. Tốc độ trung bình của phản ứng

Phần lớn phản ứng hóa học có tốc độ giảm dần theo thời gian (do nồng độ chất đầu giảm). Để đặc trưng cho sự nhanh chậm trong một khoảng thời gian, ta dùng tốc độ trung bình.

Với phản ứng tổng quát:

$$a\text{A} + b\text{B} \longrightarrow c\text{C} + d\text{D}$$

Tốc độ trung bình được tính theo biểu thức:

$$\overline{v} = -\frac{1}{a} \cdot \frac{\Delta C_\text{A}}{\Delta t} = -\frac{1}{b} \cdot \frac{\Delta C_\text{B}}{\Delta t} = \frac{1}{c} \cdot \frac{\Delta C_\text{C}}{\Delta t} = \frac{1}{d} \cdot \frac{\Delta C_\text{D}}{\Delta t}$$

Trong đó:

• $\Delta C$ là biến thiên nồng độ (mol/L) trong khoảng thời gian $\Delta t$.
• Dấu “$-$” đặt trước chất đầu vì nồng độ chất đầu giảm ($\Delta C < 0$).
• $a, b, c, d$ là hệ số trong phương trình hóa học.

Ví dụ – Phân hủy $\text{H}_2\text{O}_2$:

$$\text{H}_2\text{O}_2 \longrightarrow \text{H}_2\text{O} + \tfrac{1}{2}\text{O}_2$$

Tốc độ trung bình từ 0h đến 3h:

$$\overline{v} = -\frac{0{,}707 – 1{,}000}{3 – 0} = \frac{0{,}293}{3} \approx 0{,}098 \text{ mol/(L·h)}$$

Tốc độ giảm dần qua các khoảng: $0{,}098$ → $0{,}069$ → $0{,}049$ → $0{,}035$ mol/(L·h), chứng tỏ phản ứng chậm dần theo thời gian.

3. Biểu thức tốc độ phản ứng và hằng số tốc độ

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. Đây được gọi là định luật tác dụng khối lượng (chỉ đúng cho phản ứng đơn giản).

Với phản ứng đơn giản: $a\text{A} + b\text{B} \longrightarrow \text{sản phẩm}$

$$\boxed{v = k \cdot C_\text{A}^a \cdot C_\text{B}^b}$$

Trong đó:

• $k$ là hằng số tốc độ phản ứng
• $C_\text{A}, C_\text{B}$ là nồng độ mol tại thời điểm đang xét
• $a, b$ là hệ số trong phương trình (với phản ứng đơn giản)

Ý nghĩa của $k$: Khi nồng độ tất cả các chất đầu đều bằng 1 M → $v = k$. Vậy $k$ chính là tốc độ phản ứng khi nồng độ mỗi chất bằng đơn vị. Đại lượng $k$ chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ, không phụ thuộc nồng độ, và được xác định từ thực nghiệm.

Ví dụ:

$$2\text{NO} + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{NO}_2 \qquad \Rightarrow \qquad v = k \cdot C_{\text{NO}}^2 \cdot C_{\text{O}_2}$$

Lưu ý quan trọng: Với phản ứng phức tạp (nhiều giai đoạn trung gian), số mũ trong biểu thức tốc độ có thể khác hệ số trong phương trình. Ví dụ: $\text{CO} + \text{Cl}_2 \rightarrow \text{COCl}_2$ có $v = k \cdot C_{\text{CO}} \cdot C_{\text{Cl}_2}^{3/2}$ (số mũ $3/2$ khác hệ số 1).

4. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng

a) Nồng độ

Khi tăng nồng độ chất phản ứng → số lượng hạt (phân tử, ion) trong một đơn vị thể tích tăng → số va chạm giữa các hạt tăng → số va chạm hiệu quả tăng → tốc độ phản ứng tăng.

Va chạm hiệu quả là những va chạm có năng lượng đủ lớn để phá vỡ liên kết cũ và hình thành liên kết mới, dẫn đến phản ứng hóa học.

b) Áp suất (với phản ứng có chất khí)

Trong hỗn hợp khí, nồng độ mỗi khí tỉ lệ thuận với áp suất. Khi tăng áp suất (nén khí, giảm thể tích) → nồng độ các khí tăng → tốc độ phản ứng tăng.

Lưu ý: Áp suất chỉ ảnh hưởng đến phản ứng có chất khí tham gia. Nếu phản ứng không có chất khí (chỉ có chất rắn, lỏng, dung dịch), thay đổi áp suất không làm thay đổi tốc độ.

Ví dụ: Xét các phản ứng sau, áp suất ảnh hưởng đến phản ứng nào?

c) Nhiệt độ

Khi tăng nhiệt độ → các hạt chuyển động nhanh hơn, động năng cao hơn → số va chạm hiệu quả tăng → tốc độ phản ứng tăng.

Hệ số nhiệt độ Van’t Hoff ($\gamma$):

Thực nghiệm cho thấy khi tăng nhiệt độ thêm $10°\text{C}$, tốc độ phản ứng thường tăng từ 2 đến 4 lần.

$$\boxed{\frac{v_{T+10}}{v_T} = \gamma} \qquad \Rightarrow \qquad \frac{v_{T_2}}{v_{T_1}} = \gamma^{\frac{T_2 – T_1}{10}}$$

Trong đó: $\gamma$ là hệ số nhiệt độ Van’t Hoff (thường từ 2 đến 4). Giá trị $\gamma$ càng lớn → ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng càng mạnh.

Ví dụ: Phản ứng acetone với iodine có $\gamma = 2{,}5$ trong khoảng $30-50°\text{C}$. Nếu ở $35°\text{C}$ tốc độ là $0{,}036$ mol/(L·h) thì ở $45°\text{C}$ tốc độ là $0{,}036 \times 2{,}5 = 0{,}09$ mol/(L·h).

d) Diện tích bề mặt (với chất rắn)

Khi tăng diện tích bề mặt tiếp xúc (nghiền nhỏ, đập vụn chất rắn) → số va chạm giữa các hạt tăng → tốc độ phản ứng tăng.

Cách tăng diện tích bề mặt:

• Giảm kích thước hạt (nghiền, đập nhỏ)
• Tạo dạng xốp, nhiều lỗ rỗng (tương tự bọt biển) → tăng cả diện tích bề mặt trong

Ví dụ: Cho cùng 2 g $\text{CaCO}_3$ vào HCl: đá vôi đập nhỏ phản ứng nhanh hơn đá vôi dạng viên vì diện tích bề mặt lớn hơn.

e) Chất xúc tác

Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng bằng cách giảm năng lượng hoạt hóa. Khi có xúc tác, phản ứng xảy ra qua nhiều giai đoạn, mỗi giai đoạn có năng lượng hoạt hóa thấp hơn so với khi không có xúc tác → nhiều hạt hơn đạt đủ năng lượng → tốc độ tăng.

Đặc điểm của xúc tác: Sau phản ứng, khối lượng và bản chất hóa học của xúc tác không đổi. Tuy nhiên, kích thước, hình dạng, độ xốp có thể thay đổi.

Năng lượng hoạt hóa là năng lượng tối thiểu cần cung cấp cho các hạt để va chạm giữa chúng có thể gây ra phản ứng hóa học.

Lưu ý: Trong quá trình phản ứng, nồng độ chất đầu giảm dần nên tốc độ phản ứng giảm dần theo thời gian. Điều này đúng cho cả phản ứng có và không có xúc tác – xúc tác chỉ làm tốc độ nhanh hơn chứ không thay đổi xu hướng giảm dần.

5. Ứng dụng thực tiễn

Trong đời sống và sản xuất, con người áp dụng kiến thức về tốc độ phản ứng để kiểm soát các quá trình hóa học:

II. Phương pháp giải các dạng bài tập

Phần này chỉ trình bày các dạng bài tập tính toán, bám sát ba công thức trọng tâm của bài:

$$\overline{v} = -\frac{1}{a} \cdot \frac{\Delta C_\text{A}}{\Delta t} = \frac{1}{c} \cdot \frac{\Delta C_\text{C}}{\Delta t}$$

$$v = k \cdot C_\text{A}^a \cdot C_\text{B}^b$$

$$\frac{v_{T_2}}{v_{T_1}} = \gamma^{\frac{T_2 – T_1}{10}}$$

Lưu ý dùng chung cho cả phần:

Dạng 1: Tính tốc độ trung bình của phản ứng

Phương pháp giải

Với phản ứng tổng quát $a\text{A} + b\text{B} \longrightarrow c\text{C} + d\text{D}$, tốc độ trung bình tính được theo bất kì chất nào cũng cho cùng một kết quả, miễn là chia cho hệ số của chất đó.

Bước 1: Xác định chất được chọn để tính và hệ số cân bằng của chất đó.

Bước 2: Tính biến thiên nồng độ và biến thiên thời gian:

$$\Delta C = C_{\text{sau}} – C_{\text{trước}} \qquad \Delta t = t_{\text{sau}} – t_{\text{trước}}$$

Bước 3: Áp dụng công thức, nhớ đặt dấu $-$ nếu tính theo chất đầu:

$$\overline{v} = -\frac{1}{a} \cdot \frac{\Delta C_\text{A}}{\Delta t} \qquad \text{hoặc} \qquad \overline{v} = \frac{1}{c} \cdot \frac{\Delta C_\text{C}}{\Delta t}$$

Bước 4: Nếu đề hỏi nồng độ của một chất khác, dùng tỉ lệ hệ số trong phương trình để quy đổi.

Phân biệt hai cách hỏi: Nếu đề hỏi “tốc độ phản ứng” thì phải chia cho hệ số. Nếu đề hỏi “tốc độ tiêu hao chất A” hay “tốc độ tạo thành chất C” thì lấy thẳng $\dfrac{\left\vert\Delta C\right\vert}{\Delta t}$, không chia hệ số. Khi hệ số bằng 1 thì hai cách cho cùng kết quả.

Bài tập mẫu 1

Đề bài: Phản ứng phân hủy hydrogen peroxide:

$$\text{H}_2\text{O}_2 \longrightarrow \text{H}_2\text{O} + \tfrac{1}{2}\text{O}_2$$

Nồng độ $\text{H}_2\text{O}_2$ theo thời gian được ghi trong bảng:

a) Tính tốc độ trung bình của phản ứng trong khoảng từ giờ thứ 3 đến giờ thứ 6.

b) So sánh với tốc độ trung bình trong khoảng từ 0 đến 3 giờ và nêu nhận xét.

Lời giải

Câu a. Hệ số của $\text{H}_2\text{O}_2$ bằng 1.

$$\Delta C = 0{,}500 – 0{,}707 = -0{,}207\,\text{mol/L} \qquad \Delta t = 6 – 3 = 3\,\text{h}$$

$$\overline{v} = -\frac{\Delta C}{\Delta t} = -\frac{-0{,}207}{3} = 0{,}069\,\text{mol/(L·h)}$$

Câu b. Trong khoảng từ 0 đến 3 giờ:

$$\overline{v} = -\frac{0{,}707 – 1{,}000}{3 – 0} = \frac{0{,}293}{3} \approx 0{,}098\,\text{mol/(L·h)}$$

Nhận xét: $0{,}069 < 0{,}098$, tốc độ phản ứng giảm dần theo thời gian. Nguyên nhân là nồng độ $\text{H}_2\text{O}_2$ giảm dần, số va chạm hiệu quả trong một đơn vị thời gian giảm theo.

Bài tập mẫu 2

Đề bài: Cho phản ứng xảy ra trong bình kín:

$$2\text{NO}(g) + \text{O}_2(g) \longrightarrow 2\text{NO}_2(g)$$

Sau $20\,\text{s}$, nồng độ $\text{O}_2$ giảm từ $0{,}050\,\text{mol/L}$ xuống còn $0{,}030\,\text{mol/L}$.

a) Tính tốc độ trung bình của phản ứng trong khoảng thời gian trên.

b) Tính nồng độ $\text{NO}$ đã phản ứng và nồng độ $\text{NO}_2$ tạo thành.

c) Kiểm tra lại kết quả câu a bằng cách tính tốc độ theo $\text{NO}$.

Lời giải

Câu a. Hệ số của $\text{O}_2$ bằng 1:

$$\Delta C_{\text{O}_2} = 0{,}030 – 0{,}050 = -0{,}020\,\text{mol/L}$$

$$\overline{v} = -\frac{1}{1} \cdot \frac{\Delta C_{\text{O}_2}}{\Delta t} = \frac{0{,}020}{20} = 1 \times 10^{-3}\,\text{mol/(L·s)}$$

Câu b. Theo hệ số của phương trình, cứ 1 mol $\text{O}_2$ phản ứng thì có 2 mol $\text{NO}$ phản ứng và 2 mol $\text{NO}_2$ tạo thành:

$$\Delta C_{\text{NO}}\,\text{(đã phản ứng)} = 2 \times 0{,}020 = 0{,}040\,\text{mol/L}$$

$$\Delta C_{\text{NO}_2}\,\text{(tạo thành)} = 2 \times 0{,}020 = 0{,}040\,\text{mol/L}$$

Câu c. Tính tốc độ theo $\text{NO}$, hệ số bằng 2 nên phải chia cho 2:

$$\overline{v} = -\frac{1}{2} \cdot \frac{\Delta C_{\text{NO}}}{\Delta t} = \frac{1}{2} \times \frac{0{,}040}{20} = 1 \times 10^{-3}\,\text{mol/(L·s)}$$

Kết luận: Hai cách cho cùng một giá trị $\overline{v} = 1 \times 10^{-3}\,\text{mol/(L·s)}$. Đây là điểm quan trọng: tốc độ phản ứng là một đại lượng duy nhất, không phụ thuộc vào việc ta chọn chất nào để tính.

Dạng 2: Viết biểu thức tốc độ và tính tốc độ theo hằng số $k$

Phương pháp giải

Bước 1: Kiểm tra đề có nói đây là phản ứng đơn giản hay không. Chỉ khi đó mới được lấy số mũ bằng hệ số cân bằng.

Bước 2: Viết biểu thức tốc độ, chỉ gồm các chất phản ứng (không đưa sản phẩm vào):

$$v = k \cdot C_\text{A}^a \cdot C_\text{B}^b$$

Bước 3: Xác định nồng độ của từng chất tại thời điểm đang xét. Nếu đề cho thời điểm sau khi đã phản ứng một phần, phải tính lại nồng độ còn lại theo tỉ lệ hệ số.

Bước 4: Thay số vào biểu thức, kèm đơn vị.

Điểm hay nhầm: Chất rắn nguyên chất không xuất hiện trong biểu thức tốc độ. Ngoài ra, khi một chất đã phản ứng hết một phần thì các chất còn lại cũng giảm theo tỉ lệ hệ số, không được giữ nguyên nồng độ ban đầu của chúng.

Bài tập mẫu 1

Đề bài: Cho phản ứng đơn giản xảy ra trong bình kín:

$$2\text{NO}(g) + \text{O}_2(g) \longrightarrow 2\text{NO}_2(g)$$

a) Viết biểu thức tốc độ tức thời của phản ứng.

b) Ở nhiệt độ xác định, hằng số tốc độ $k = 2{,}5 \times 10^{-3}$ (đơn vị phù hợp). Tính tốc độ phản ứng tại thời điểm $C_{\text{NO}} = 0{,}10\,\text{mol/L}$ và $C_{\text{O}_2} = 0{,}20\,\text{mol/L}$.

Lời giải

Câu a. Vì đây là phản ứng đơn giản, số mũ bằng hệ số cân bằng:

$$v = k \cdot C_{\text{NO}}^2 \cdot C_{\text{O}_2}$$

Câu b. Thay số:

$$v = 2{,}5 \times 10^{-3} \times (0{,}10)^2 \times 0{,}20$$

$$v = 2{,}5 \times 10^{-3} \times 0{,}010 \times 0{,}20 = 5 \times 10^{-6}\,\text{mol/(L·s)}$$

Kết luận: $v = 5 \times 10^{-6}\,\text{mol/(L·s)}$.

Bài tập mẫu 2

Đề bài: Cho phản ứng đơn giản $\text{X} + \text{Y} \longrightarrow \text{XY}$. Ở nhiệt độ xác định, hằng số tốc độ $k = 2{,}5 \times 10^{-4}\,\text{L/(mol·s)}$. Nồng độ ban đầu: $C_\text{X} = 0{,}02\,\text{mol/L}$, $C_\text{Y} = 0{,}03\,\text{mol/L}$.

a) Viết biểu thức tốc độ phản ứng.

b) Tính tốc độ phản ứng tại thời điểm ban đầu.

c) Tính tốc độ phản ứng tại thời điểm đã hết một nửa lượng X.

Lời giải

Câu a. Cả hai chất đều có hệ số bằng 1:

$$v = k \cdot C_\text{X} \cdot C_\text{Y}$$

Câu b. Thay nồng độ ban đầu:

$$v_0 = 2{,}5 \times 10^{-4} \times 0{,}02 \times 0{,}03 = 1{,}5 \times 10^{-7}\,\text{mol/(L·s)}$$

Câu c. Tính lại nồng độ hai chất tại thời điểm đó.

Lượng X đã phản ứng:

$$\Delta C_\text{X} = \frac{0{,}02}{2} = 0{,}01\,\text{mol/L} \quad \Rightarrow \quad C_\text{X}\,\text{còn lại} = 0{,}01\,\text{mol/L}$$

Theo tỉ lệ hệ số $1 : 1$, lượng Y phản ứng cũng bằng $0{,}01\,\text{mol/L}$:

$$C_\text{Y}\,\text{còn lại} = 0{,}03 – 0{,}01 = 0{,}02\,\text{mol/L}$$

Thay vào biểu thức tốc độ:

$$v = 2{,}5 \times 10^{-4} \times 0{,}01 \times 0{,}02 = 5 \times 10^{-8}\,\text{mol/(L·s)}$$

Nhận xét: Tốc độ giảm từ $1{,}5 \times 10^{-7}$ xuống $5 \times 10^{-8}\,\text{mol/(L·s)}$, tức giảm 3 lần, do nồng độ các chất phản ứng đều giảm.

Dạng 3: Tính số lần thay đổi tốc độ khi thay đổi nồng độ hoặc áp suất

Phương pháp giải

Dạng này không cần biết giá trị của $k$, vì $k$ sẽ bị triệt tiêu khi lập tỉ số.

Bước 1: Viết biểu thức tốc độ ở hai trạng thái:

$$v_1 = k \cdot C_\text{A}^a \cdot C_\text{B}^b \qquad v_2 = k \cdot \left(C’_\text{A}\right)^a \cdot \left(C’_\text{B}\right)^b$$

Bước 2: Lập tỉ số, $k$ bị khử:

$$\frac{v_2}{v_1} = \left(\frac{C’_\text{A}}{C_\text{A}}\right)^a \times \left(\frac{C’_\text{B}}{C_\text{B}}\right)^b$$

Bước 3: Với bài toán về áp suất hoặc thể tích bình chứa, quy đổi trước khi thay vào:

Bước 4: Kết luận tốc độ tăng hay giảm bao nhiêu lần.

Bài tập mẫu 1

Đề bài: Cho phản ứng đơn giản xảy ra trong bình kín:

$$2\text{NO}(g) + \text{O}_2(g) \longrightarrow 2\text{NO}_2(g)$$

Tốc độ phản ứng thay đổi như thế nào khi:

a) Tăng nồng độ $\text{NO}$ lên 3 lần, giữ nguyên nồng độ $\text{O}_2$?

b) Tăng nồng độ cả hai chất lên 2 lần?

c) Nén hỗn hợp khí còn một nửa thể tích ban đầu?

Lời giải

Biểu thức tốc độ: $v = k \cdot C_{\text{NO}}^2 \cdot C_{\text{O}_2}$

Câu a. Chỉ $C_{\text{NO}}$ tăng 3 lần:

$$\frac{v_2}{v_1} = \left(\frac{3C_{\text{NO}}}{C_{\text{NO}}}\right)^2 \times 1 = 3^2 = 9$$

Tốc độ tăng 9 lần.

Câu b. Cả hai nồng độ cùng tăng 2 lần:

$$\frac{v_2}{v_1} = 2^2 \times 2 = 8$$

Tốc độ tăng 8 lần.

Câu c. Nén còn một nửa thể tích thì nồng độ mỗi khí tăng 2 lần, giống hệt trường hợp b:

$$\frac{v_2}{v_1} = 2^2 \times 2 = 8$$

Tốc độ tăng 8 lần.

Bài tập mẫu 2

Đề bài: Cho phản ứng đơn giản tổng hợp ammonia:

$$\text{N}_2(g) + 3\text{H}_2(g) \longrightarrow 2\text{NH}_3(g)$$

Nén hỗn hợp khí trong bình kín xuống còn $\dfrac{1}{3}$ thể tích ban đầu (nhiệt độ không đổi). Tốc độ phản ứng tăng bao nhiêu lần?

Lời giải

Bước 1. Viết biểu thức tốc độ

$$v = k \cdot C_{\text{N}_2} \cdot C_{\text{H}_2}^3$$

Bước 2. Xác định nồng độ mới

Thể tích giảm 3 lần nên nồng độ mỗi khí tăng 3 lần.

Bước 3. Lập tỉ số

$$\frac{v_2}{v_1} = \left(\frac{3C_{\text{N}_2}}{C_{\text{N}_2}}\right)^1 \times \left(\frac{3C_{\text{H}_2}}{C_{\text{H}_2}}\right)^3 = 3 \times 3^3 = 3 \times 27 = 81$$

Kết luận: Tốc độ phản ứng tăng 81 lần. Kết quả này cho thấy vì sao trong công nghiệp, phản ứng tổng hợp ammonia được thực hiện ở áp suất rất cao.

Dạng 4: Bài toán hệ số nhiệt độ Van’t Hoff

Phương pháp giải

Công thức sử dụng:

$$\frac{v_{T_2}}{v_{T_1}} = \gamma^{\frac{T_2 – T_1}{10}}$$

trong đó $\gamma$ là hệ số nhiệt độ Van’t Hoff, thường có giá trị từ 2 đến 4.

Bước 1: Tính số mũ, tức số “bậc $10\,^\circ\text{C}$” mà nhiệt độ đã thay đổi:

$$n = \frac{T_2 – T_1}{10}$$

Bước 2: Tùy yêu cầu của đề mà biến đổi:

Bước 3: Kiểm tra tính hợp lí: nhiệt độ tăng thì tốc độ phải tăng, và $\gamma$ tìm được nên nằm trong khoảng từ 2 đến 4.

Lưu ý: Vì công thức chỉ dùng hiệu nhiệt độ, dùng $^\circ\text{C}$ hay K đều cho cùng kết quả, không cần đổi đơn vị.

Bài tập mẫu 1

Đề bài: Một phản ứng có tốc độ $0{,}05\,\text{mol/(L·min)}$ ở $20\,^\circ\text{C}$ và $0{,}15\,\text{mol/(L·min)}$ ở $30\,^\circ\text{C}$.

a) Tính hệ số nhiệt độ Van’t Hoff của phản ứng.

b) Dự đoán tốc độ phản ứng ở $50\,^\circ\text{C}$.

Lời giải

Câu a. Số mũ:

$$n = \frac{30 – 20}{10} = 1$$

$$\gamma^1 = \frac{v_{30}}{v_{20}} = \frac{0{,}15}{0{,}05} = 3 \quad \Rightarrow \quad \gamma = 3$$

Giá trị này nằm trong khoảng từ 2 đến 4, phù hợp với thực nghiệm.

Câu b. Từ $30\,^\circ\text{C}$ lên $50\,^\circ\text{C}$:

$$n = \frac{50 – 30}{10} = 2$$

$$v_{50} = v_{30} \times \gamma^2 = 0{,}15 \times 3^2 = 0{,}15 \times 9 = 1{,}35\,\text{mol/(L·min)}$$

Kết luận: $\gamma = 3$ và $v_{50} = 1{,}35\,\text{mol/(L·min)}$.

Bài tập mẫu 2

Đề bài: Một phản ứng có hệ số nhiệt độ Van’t Hoff $\gamma = 2$.

a) Tốc độ phản ứng tăng bao nhiêu lần khi nâng nhiệt độ từ $25\,^\circ\text{C}$ lên $75\,^\circ\text{C}$?

b) Cần nâng nhiệt độ từ $25\,^\circ\text{C}$ lên bao nhiêu độ để tốc độ phản ứng tăng 16 lần?

Lời giải

Câu a.

$$n = \frac{75 – 25}{10} = 5$$

$$\frac{v_{75}}{v_{25}} = \gamma^5 = 2^5 = 32$$

Tốc độ tăng 32 lần.

Câu b. Đặt số mũ cần tìm là $n$:

$$\gamma^n = 16 \quad \Rightarrow \quad 2^n = 16 = 2^4 \quad \Rightarrow \quad n = 4$$

$$T_2 = T_1 + 10n = 25 + 10 \times 4 = 65\,^\circ\text{C}$$

Kết luận: Cần nâng nhiệt độ lên $65\,^\circ\text{C}$.

Bảng tra nhanh: chọn công thức theo dữ kiện đề bài

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